利索能及
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专利号: 2022114024186
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单相三电平非对称四端口储能逆变器,包括电感L1、L2,电容C1、C2,开关管S1~S8,二极管D1~D4,其特征在于:开关管S1漏极连接电容C1正极,连接节点构成端点p;

电容C1负极分别连接电容C2正极、二极管D3阳极、二极管D4阴极,连接节点构成端点n;

开关管S8源极连接电容C2负极,连接节点构成端点m;

电感L1一端分别连接开关管S4源极、开关管S5漏极,连接节点构成端点a;

电感L1另一端分别与开关管S6漏极、负载RL一端相连接;

电感L2一端分别与开关管S7漏极、负载RL另一端相连接;

电感L2另一端分别连接开关管S3源极、二极管D2阴极,连接节点构成端点b;

开关管S1源极分别连接开关管S2漏极、开关管S3漏极,连接节点构成端点c;

开关管S8漏极分别连接开关管S6源极、开关管S7源极,二极管D1阳极、二极管D2阳极,连接节点构成端点d;

开关管S2源极分别与开关管S4漏极、二极管D3阴极相连接;开关管S5源极分别与二极管D1阴极、二极管D4阳极相连接;

该储能逆变器中,开关管S2、S4、S5,二极管D1、D3、D4连接组成非对称四端口结构,该非对称四端口结构的四个端口分别为端点a、端点c、端点d、端点n。

2.根据权利要求1所述一种单相三电平非对称四端口储能逆变器,其特征在于:所述端点p、端点m连接双向DC‑DC变换器输出侧,双向DC‑DC变换器输入侧连接储能电池。

3.根据权利要求2所述一种单相三电平非对称四端口储能逆变器,其特征在于:所述电容C1、C2为电容值相等的电解电容,每个电容承受的电压为双向DC‑DC变换器输出侧直流电压US的一半。

4.根据权利要求1所述一种单相三电平非对称四端口储能逆变器,其特征在于:所述开关管S1~S8为带体二极管的电力场效应晶体管MOSFET、或者绝缘栅双极晶体管IGBT。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的单相三电平非对称四端口储能逆变器,其特征在于:该储能逆变器包括以下六种工作模式:工作模式一:此时电路工作在输出交流电压uo的正半周期,开关管S1、S2、S4、S7、S8导通,其余开关管关断;储能电池向电感L1和负载RL供电,电感L1电流iL1线性上升,输出交流电流io=iL1,端点a与端点b间电压uab=+Us;

工作模式二:此时电路工作在输出交流电压uo的正半周期,开关管S4、S7、S8导通,其余开关管关断;储能电池对电容C1充电,电容C1电压上升;电容C2向电感L1和负载RL供电,电容C2电压下降,电感L1电流iL1线性上升,输出交流电流io=iL1,端点a与端点b间电压uab=+1/2Us;

工作模式三:此时电路工作在输出交流电压uo的正半周期,开关管S5、S7导通,其余开关管关断;储能电池对电容C1和C2充电,电容C1和C2的电压上升;电感L1电流iL1经二极管D1续流并为负载RL供电,电流iL1线性下降,输出交流电流io=iL1,端点a与端点b间电压uab=0;

工作模式四:此时电路工作在输出交流电压uo的负半周期,开关管S6导通,其余开关管关断;储能电池对电容C1和C2充电,电容C1和C2的电压上升;电感L2电流iL2经二极管D2续流并为负载RL供电,电流iL2线性下降,输出交流电流io=‑iL2,端点a与端点b间电压uab=0;

工作模式五:此时电路工作在输出交流电压uo的负半周期,开关管S1、S3、S6导通,其余开关管关断;储能电池对电容C2充电,电容C2电压上升;电容C1向电感L2和负载RL供电,电容C1电压下降,电感L2电流iL2线性上升,输出交流电流io=‑iL2,端点a与端点b间电压uab=‑1/2Us;

工作模式六:此时电路工作在输出交流电压uo的负半周期,开关管S1、S3、S6、S8导通,其余开关管关断;储能电池向电感L2和负载RL供电,电感L2电流iL2线性上升,输出交流电流io=‑iL2,端点a与端点b间电压uab=‑Us。