【CN110086365A】一种中点自平衡三电平并网变流器拓扑【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910367974.6
(22)申请日 2019.05.05
(71)申请人 北京交通大学
地址 100044 北京市海淀区西直门外上园
村3号
(72)发明人 唐芬　陈鹏飞　刘京斗　吴学智　
王玮　
(74)专利代理机构 北京集智东方知识产权代理
有限公司 11578
代理人 陈亚斌　关兆辉
(51)Int.Cl.
H02M 7/487(2007.01)
H02J 3/38(2006.01)
(54)发明名称
一种中点自平衡三电平并网变流器拓扑
(57)摘要
本发明属于电力电子技术领域，用于分布式
发电系统，具体涉及一种三电平并网变流器中点
自平衡拓扑。

包括：三电平变流器、电感L a 、L b 、L c 、
L ga 、L gb 、L gc ，电容C a 、电容C b 、电容C c 、电容C r 、和设
置于直流侧的电容C 1及电容C 2。

本发明所提拓扑
能够在直流侧电容C 1、C 2分压不平均时，实现直
流侧电压快速均分，并维持电压均分；在不增加
开关器件和直流侧电压传感器的前提下，本发明
所提拓扑能够实现自平衡直流侧中点电位，避免
开关管电压应力不等，提高并网电流质量和变流
器的使用寿命。

权利要求书2页 说明书6页 附图5页CN 110086365 A 2019.08.02
C N 110086365
A
权　利　要　求　书1/2页CN 110086365 A
1.一种中点自平衡三电平并网变流器拓扑，其特征在于，包括：电容C a、电容C b、电容C c、电容C r、和设置于直流侧的电容C1及电容C2，三电平变流器，电感L a、电感L b、电感L c、电感L ga、电感L gb、电感L gc6个电感；
所述电容C1的一端和直流电源正极相连，所述电容C2的一端和直流电源负极相连，所述电容C1的另一端和所述电容C2的另一端相连构成电容中点O点；
所述直流电源正极、所述直流电源负极以及所述电容中点O点均和所述三电平变流器的一端连接，所述三电平变流器的另一端分别和所述电感L a、所述电感L b及所述电感L c的一端连接；
所述电感L a的另一端及所述电容C a的一端均和所述电感L ga的一端相连；所述电感L b的另一端及所述电容C b的一端均和所述电感L gb的一端相连；所述电感L c的另一端及所述电容C c的一端均和所述电感L gc的一端相连；
所述电容C a、所述电容C b及所述电容C c的另一端相互连接构成电容中性点；所述电容C r 的一端和所述电容中性点相连，所述电容C r的另一端和所述电容中点O点、所述直流电源正极或所述直流电源负极相连；
所述电感L ga、所述电感L gb及所述电感L gc的另一端分别和电网的a、b、c三相相连。

2.根据权利要求1所述一种中点自平衡三电平并网变流器拓扑，其特征在于，所述三电平变流器采用NPC拓扑结构，包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6、开关管S7、开关管S8、开关管S9、开关管S10、开关管S11、开关管S1212个开关管，以及二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D66个二极管；
所述开关管S1、所述开关管S5及所述开关管S9的D端均和直流电源正极连接；所述开关管S2、所述开关管S6及所述开关管S10的D端分别和所述开关管S1、所述开关管S5及所述开关管S9的S端连接，且所述二极管D1、所述二极管D2、所述二极管D3的N极分别和所述开关管S1、所述开关管S5及所述开关管S9的S端连接；所述二极管D1、所述二极管D2、所述二极管D3的P极均和所述电容中点O点相连；
所述开关管S4、所述开关管S8及所述开关管S12的S端均和直流电源负极连接；所述开关管S3、所述开关管S7及所述开关管S11的S端分别和所述开关管S4、所述开关管S8及所述开关管S12的D端连接，并且所述二极管D4、所述二极管D5及所述二极管D6的P极分别和所述开关管S4、所述开关管S8及所述开关管S12的D端连接；所述二极管D4、所述二极管D5及所述二极管D6的N极均和所述电容中点O点相连；
所述开关管S2的S端及所述开关管S3的D端均和所述电感L a的一端相连；所述开关管S6的S端及所述开关管S7的D端均和所述电感L b的一端相连；所述开关管S10的S端及所述开关管S11的D端均和所述电感L c的一端相连。

3.根据权利要求1所述一种中点自平衡三电平并网变流器拓扑，其特征在于，所述三电平变流器采用TNPC拓扑结构，包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6、开关管S7、开关管S8、开关管S9、开关管S10、开关管S11、开关管S1212个开关管；
所述开关管S1、所述开关管S5及所述开关管S9的D端均和直流电源正极连接；所述开关管S4、所述开关管S8及所述开关管S12的S端均和直流电源负极连接；所述开关管S3、所述开关管S7及所述开关管S11的S端均和所述电容中点O点连接；所述开关管S2、所述开关管S6及所述开关管S10的D端分别和所述开关管S3、所述开关管S7及所述开关管S11的D端连接；
2。