佛.V.Τ.巴斯科(Grover.V.Τ.Bascope)，“用以增加多电平逆变器的电流容量的多状态换向单元” (Mult1-state Commutat1n Cells to Increase CurrentCapacity of Mult1-Level Inverters)，电信能源国际会议(INTELEC)，第33届电气和电子工程师协会国际会议，2011年10月9日至13日]。
【主权项】
1.一种五电平有源中点箝位式逆变器，用于将双极性直流电压(VDC+W&VDC)转换为三相交流输出电压，包括第一、第二和第三输入端子(P、MP、N) (6,7,8)以及第一、第二和第三输出端子(22、23、24)，其特征在于，所述五电平有源中点箝位式逆变器包括: (i)第一多状态开关单元(MSSC) (12)，所述第一多状态开关单元包括分别连接到所述逆变器的所述输入端子(P、MP、N)上的三个输入端子(13、14、15)以及第一输出端子(9); (?)第二多状态开关单元(MSSC) (12’)，所述第二多状态开关单元包括分别连接到所述逆变器的所述输入端子(P、MP、N)上的三个输入端子(16、17、18)以及第二输出端子(10)； (iii)第三多状态开关单元(MSSC)(12”)，所述第三多状态开关单元包括分别连接到所述逆变器的所述输入端子(P、MP、N)上的三个输入端子(19、20、21)以及第三输出端子(11); (iv)其中所述第一MSSC(12)的所述输出端子(9)通过通过电感器(La)连接到所述逆变器的所述第一输出端子(22)上，所述第二 MSSC(12’)的所述输出端子(10)通过通过电感器(Lb)连接到所述逆变器的所述第二输出端子(23)上，并且所述第三MSSP(12”)的所述输出端子(11)通过电感器(LJ (4)连接到所述逆变器的所述第三输出端子(24)上；并且 (V)其中所述逆变器的每一对应的输出端子(22、23、24)通过对应的电容器Ca、Cb、Cc(5)连接到所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)上。2.根据权利要求1所述的五电平有源中点箝位式逆变器，其特征在于，所述多状态开关单元各自包括单独的自耦变压器(Ta、Tb、T。)，每一单独的自耦变压器包括端部端子(25、26 ;27、28 ;29、30)以及中间端子(31、32、33);其中在所述逆变器的所述第一输入端子(P)(6)与所述第一单独的自耦变压器(Ta)的所述第一端部端子(25)之间以及在所述逆变器的所述第一输入端子(P) (6)与所述第一单独的自耦变压器(TJ的所述第二端部端子(26)之间分别设置开关元件Sal以及Sa3，并且在所述逆变器的所述第三输入端子(N)⑶与所述第一单独的自耦变压器(Ta)的所述第一端部端子(25)之间以及在所述逆变器的所述第三输入端子(N) (8)与所述第一单独的自耦变压器(TJ的所述第二端部端子(26)之间分别连接开关元件Sa2以及Sa4，并且在所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)与所述第一单独的自耦变压器(Ta)的所述第一端部端子(25)之间以及在所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)与所述第一单独的自耦变压器(Ta)的所述第二端部端子(26)之间分别连接开关元件Sa5以及Sa6;并且 其中在所述逆变器的所述第一输入端子(P) (6)与所述第二单独的自耦变压器(Tb)的所述第一端部端子(27)之间以及在所述逆变器的所述第一输入端子(P) (6)与所述第二单独的自耦变压器(Tb)的所述第二端部端子(28)之间分别设置开关元件Sbl以及Sb3，并且在所述逆变器的所述第三输入端子(N) (8)与所述第二单独的自耦变压器(Tb)的所述第一端部端子(27)之间以及在所述逆变器的所述第三输入端子(N) (8)与所述第二单独的自耦变压器(Tb)的所述第二端部端子(28)之间分别连接开关元件Sb2以及Sb4，并且在所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)与所述第二单独的自耦变压器(Tb)的所述第一端部端子(27)之间以及在所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)与所述第二单独的自耦变压器(Tb)的所述第二端部端子(28)之间分别连接开关元件Sb5以及Sb6;并且 其中在所述逆变器的所述第一输入端子(P) (6)与所述第三单独的自耦变压器(TJ的所述第一端部端子(29)之间以及在所述逆变器的所述第一输入端子(P) (6)与所述第三单独的自耦变压器(TJ的所述第二端部端子(30)之间分别设置开关元件L以及S&，并且在所述逆变器的所述第三输入端子(N) (8)与所述第三单独的自耦变压器(TJ的所述第一端部端子(29)之间以及在所述逆变器的所述第三输入端子(N) (8)与所述第三单独的自耦变压器(TJ的所述第二端部端子(30)之间分别连接开关元件以及Srf，并且在所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)与所述第三单独的自耦变压器(TJ的所述第一端部端子(29)之间以及在所述逆变器的所述第二输入端子(MP) (7)与所述第三单独的自耦变压器(TJ的所述第二端部端子(30)之间分别连接开关元件&以及 其中对于j e {a, b, c}以及i e {1，2，3，4}，所述开关元件Su对于电流是双向的并且对于电压是单向的，并且对于j e {a, b, c}以及i e {5，6}，所述开关元件Su对于电流以及电压都是双向的。3.根据权利要求2所述的五电平有源中点箝位式逆变器，其特征在于，所述开关元件是绝缘栅双极型晶体管IGBT、碳化硅双极结型晶体管SIC BJT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或碳化硅结型栅场效应晶体管SIC JFETo4.根据权利要求3所述的五电平有源中点箝位式逆变器，其特征在于，对于j e {a, b, c}以及i e {1，2，3，4}，所述开关元件Su中的每一者是绝缘栅双极型晶体管，在所述绝缘栅双极型晶体管中发射极端子以及集电极端子通过二极管连接，并且对于j e {a, b, c}以及i e {5，6}，所述开关元件Su中的每一者是两个绝缘栅双极型晶体管的串联连接，所述两个绝缘栅双极型晶体管的所述发射极端子彼此连接并且其中所述两个绝缘栅双极型晶体管中的每一者在对应的发射极端子与集电极端子之间设置有二极管。5.根据以上权利要求中的任一项所述的五电平有源中点箝位式逆变器，其包括输出EMI滤波器(34)，所述滤波器的对应的输入端子分别连接到所述逆变器的所述第一、第二和第三输出端子(22、23、24)上，并且其中所述EMI滤波器(34)的所述输出端子可以向交流电网(35)提供输出电压或电流。6.一种根据以上权利要求1到5中的任一项所述的五电平有源中点箝位式逆变器对于模块集成式、组串型、多组串型、微集中型以及集中型PV逆变器系统的用途。
【专利摘要】本发明涉及一种用来将双极性直流电压(VDC+以及VDC-)转换为三相交流输出电压的五电平有源中点箝位式逆变器，所述转换器包括第一、第二和第三输入端子(P、MP、N)以及第一、第二和第三输出端子(22、23、24)，其中所述逆变器进一步包括第一、第二、第三多状态开关单元(MSSC)(12、12ˊ、12”)，其包括与逆变器的三个输入端连接的三个输入端子以及三个输出端(9,10,11)。第一、第二、第三多状态开关单元的三个输出端子(9,10,11)通过电感器(La、Lb、Lc)连接到所述逆变器的每一对应的输出端子(22、23、24)，并且所述逆变器的每一对应的输出端子(22、23、24)通过对应的电容器(Ca、Cb、Cc)连接到所述逆变器的所述第二输入端子(MP)上。
【IPC分类】H02M7/487
【公开号】CN105247776
【申请号】CN201380076853
【发明人】格罗弗·托瑞克
【申请人】华为技术有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2013年6月4日
【公告号】EP2959570A1, US20160118910, WO2014194933A1