一種基於倍壓電路的七電平單相逆變器設計與仿真

來自 搜狐網 的圖片

一種基於倍壓電路的七電平單相逆變器設計與仿真本項目針對單電平逆變器輸出電壓總諧波失真大的問題，提出一種新穎的七電平逆變器拓撲結構。通過控制 Mosfet 的開關完成調節母線電壓的功能，實現了七電平單相逆變器。相比於傳統的七電平逆變器本拓撲使用較少的開關管，並減小部分開關器件的電壓應力有效降低了開關損耗，提高了系統的穩定性。同時本系統電壓增益可達到 3～30 倍寬範圍穩定增益，尤其適用於低輸入電壓下的逆變器。最終本項目通過 PSIM 搭建仿真電路驗證了系統的可行性。

目錄

一、案例簡介

本項目針對單電平逆變器輸出電壓總諧波失真大的問題，提出一種新穎的七電平逆變器拓撲結構。通過控制 Mosfet 的開關完成調節母線電壓的功能，實現了七電平單相逆變器。相比於傳統的七電平逆變器本拓撲使用較少的開關管，並減小部分開關器件的電壓應力有效降低了開關損耗，提高了系統的穩定性。同時本系統電壓增益可達到 3～30 倍寬範圍穩定增益，尤其適用於低輸入電壓下的逆變器。最終本項目通過 PSIM 搭建仿真電路驗證了系統的可行性。

二、技術要點

本項目提出一種採用倍壓電路的七電平逆變器。前級使用 Boost 升壓電路輸出穩定的 直流電壓，其次採用三級倍壓電路，可使直流母線電為輸入電壓 3/(1−D)倍（D為 Boost 升壓電路占空 比）。相比其他逆變電路其控制簡單，開關管的電壓應力小、母線電容電壓應力小有效的增大了系統的 穩定性及其能量密度。

三、應用場景

倍壓電路；多電平；逆變器

四、應用成效

本項目設計了一種針對直流輸入電壓較低時一種多電平併網逆變器。由於輸入直流電壓較低，因此 採用了 Boost 與倍壓電路相結合以提升母線電壓至 有效值。同時為使減小系統THD，採用七電平交替實現逆變功能。由於輸入電壓小，因此開關管承受的電壓應力小，不僅減小了開關管的開關損耗，同時還增加了系統的穩定性。最終通過 PSIM 搭建仿真模型通過仿真驗證了系統的可行性。最後本拓撲結構不僅能適用於傳統的多電平逆變器，更適合於低電壓輸入的逆變器，如光伏、超級電容等輸出電壓低的大儲能系統。