專利名稱：一種五電平逆變拓撲單元及五電平逆變器的制作方法
技術領域：
本申請涉及電力電子技術領域，特別涉及一種五電平逆變拓撲單元及五電平逆變器。
背景技術：
中壓大容量場合，多電平逆變器得到廣泛的應用，目前的五電平逆變器主要是二極管箝位型。下面對二極管箝位型五電平逆變器予以介紹。參見圖1，該圖為現有技術中提供的二極管箝位型的五電平逆變器拓撲圖。圖I所示的是半橋五電平逆變器的拓撲結構。二極管用于為各個開關管進行電壓箝位。例如，第一二極管DBl用于將開關管Tl下端的電位箝位于第一電容Cl的下端；第二二極管DB2用于將開關管T5下端的電位箝位于第一電容Cl的下端。其他二極管DB3、DB4、DB5和DB6類似，在此不再贅述。由于箝位二極管需要阻斷多倍電平電壓，通常需要多個相同標稱值的二極管串聯，這些二極管串聯起來共同承受圖I中二極管DB2承受的電壓。由于二極管的分散性以及雜散參數的影響，標稱值相同的二極管所能承受的壓力也有所差別，這樣串聯起來可能引起有的二極管兩端過電壓。因此，需要均壓措施和很大的RC吸收電路，但是這樣將導致系統體積龐大，成本增加，且損耗較多,效率較低。
發明內容
本申請所要解決的技術問題是提供一種五電平逆變拓撲單元及五電平逆變器，用以解決現有技術中逆變器系統體積龐大，成本增加，且損耗較多，效率較低的技術問題。本申請提供了一種五電平逆變拓撲單元，包括開關管Tl、開關管TA1、開關管TA2、開關管T2、開關管TB1、開關管TB2、二極管D1、二極管DA1、二極管DB1、二極管D2 ；每個所述開關管均反向并聯一個二極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯的二極管DAl、開關管TAl、開關管Tl、開關管T2、開關管TBl和二極管DBl與該拓撲單元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲單元的第三直流輸入端M3通過依次串聯的開關管TA2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連；開關管T2和開關管TBl的連接線通過依次串聯的二極管D2和二極管Dl與開關管TAl和開關管Tl的連接線相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管D2和二極管Dl的連接線相連；開關管TA2和開關管TB2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管D2和二極管Dl的連接線與該拓撲單元的第二交流輸出端相連。本申請還提供了一種五電平逆變器，包括上述拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，直流零電平PVO與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PVl-與第二直流輸入端M2相連，第二直流負電平PV2-與第四直流輸入端M4相連；第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CB I與第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+和第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；電容CAl和電容CB I的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第五直流輸入端M5相連；拓撲單元的第一交流輸出端與該逆變器的第一交流輸出端相連，拓撲單元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。本申請還提供了另一種五電平逆變拓撲單元，包括開關管Tl、開關管TAl、開關管TA2、開關管T2、開關管TB1、開關管TB2、二極管D1、二極管DA1、二極管DB1、二極管D2 ；每個所述開關管均反向并聯一個二極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯的開關管Tl、開關管TA1、二極管DA1、二極管DB1、開關管TBl和開關管T2與該拓撲單元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲單元的第三直流輸入端M3通過依次串聯的開關管TA2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連；開關管T2和開關管TB I的連接線通過依次串聯的二極管D2和二極管Dl與開關管TAl和開關管Tl的連接線相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管D2和二極管Dl的連接線相連；開關管TA2和開關管TB2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管D2和二極管Dl的連接線與該拓撲單元的第二交流輸出端相連。本申請還提供了另一種五電平逆變器，包括上述拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，直流零電平PVO與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PVl-與第二直流輸入端M2相連，第二直流負電平PV2-與第四直流輸入端M4相連；第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+和第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第五直流輸入端M5相連；拓撲單元的第一交流輸出端與該逆變器的第一交流輸出端相連，拓撲單元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。本申請還提供了一種五電平逆變器，包括兩個上述的拓撲單元第一拓撲單元和第二拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第二直流輸入端M2相連；
第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連； 第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；
直流零電平PVO與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第五直流輸入端M5相連；第一拓撲單元和第二拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端和第二交流輸出端相連。本申請還提供了一種五電平逆變器，包括三個上述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單兀的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單兀、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第五直流輸入端M5相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端和第三交流輸出端相連。本申請還提供了一種五電平逆變器，包括四個上述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；
第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；
第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元、第二拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第五直流輸入端M5相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端、第三交流輸出端和第四交流輸出端相連。由上述可知，本申請提供的五電平逆變拓撲單元包括六個反向并聯二極管的開關管和四個與開關管串聯的二極管，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變拓撲單元在實現單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較聞。當然，實施本申請的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有技術中二極管箝位型五電平逆變器拓撲圖；圖2為本申請提供的一種五電平逆變拓撲單元實施例一的拓撲圖；圖3為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二的拓撲圖；圖4為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二的另一拓撲圖；圖5為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二的另一拓撲圖；圖6為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二的另一拓撲圖；圖7為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第一工作模態的拓撲圖；圖8為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第二工作模態的拓撲圖；圖9為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第三工作模態的拓撲圖；圖10為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第四工作模態的拓撲圖；圖11為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第五工作模態的拓撲圖；圖12為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第六工作模態的拓撲圖13為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第七工作模態的拓撲圖14為本申請提供的一種五電平逆變器實施例二處于第八工作模態的拓撲圖；圖15為本申請提供的一種五電平逆變拓撲單元實施例三的拓撲圖；圖16為本申請提供的一種五電平逆變器實施例四的拓撲圖；圖17為本申請提供的一種五電平逆變器實施例四的另一拓撲圖；圖18為本申請提供的一種五電平逆變器實施例四的另一拓撲圖；圖19為本申請提供的一種五電平逆變器實施例四的另一拓撲圖；圖20為本申請提供的一種五電平逆變拓撲單元實施例一的等效圖；圖21為本申請提供的一種五電平逆變拓撲單元實施例三的等效圖；圖22為本申請通過的一種五電平逆變器實施例五的拓撲圖；圖23為本申請通過的一種五電平逆變器實施例五的另一拓撲圖；圖24為本申請通過的一種五電平逆變器實施例六的拓撲圖；圖25為本申請通過的一種五電平逆變器實施例六的另一拓撲圖；圖26為本申請通過的一種五電平逆變器實施例六的另一拓撲圖；圖27為本申請通過的一種五電平逆變器實施例七的拓撲圖；圖28為本申請通過的一種五電平逆變器實施例七的另一拓撲圖。
具體實施例方式下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。參考圖2，其示出了本申請提供的一種五電平逆變器的拓撲單元實施例一的拓撲圖，所述五電平逆變器的拓撲單元包括開關管Tl、開關管TAl、開關管TA2、開關管T2、開關管TB1、開關管TB2、二極管D1、二極管DA1、二極管DB1、二極管D2 ；每個所述開關管均反向并聯一個二極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯的二極管DAl、開關管TAl、開關管Tl、開關管T2、開關管TBl和二極管DBl與該拓撲單元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲單元的第三直流輸入端M3通過依次串聯的開關管TA2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連；開關管T2和開關管TBl的連接線通過依次串聯的二極管D2和二極管Dl與開關管TAl和開關管Tl的連接線相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管D2和二極管Dl的連接線相連；開關管TA2和開關管TB2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管D2和二極管Dl的連接線與該拓撲單元的第二交流輸出端相連。其中，以上拓撲單元的開關管可以為IGBT管、MOSFET管、IGCT管、或IEGT管。可以理解的是，以上開關管也可以選擇其他類型的開關管。以上與開關管反向并聯的二極管可以為獨立的二極管，也可以是與開關管封裝集成在一起的二極管。由上述可知，相對應現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，基于本申請提供的五電平逆變拓撲單元的五電平逆變器在實現單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。參考圖3，其示出了本申請提供的一種五電平逆變器實施例二的拓撲圖，基于本申請實施例一，本申請實施例二包括一個如實施例一所述的拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，直流零電平PVO與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PVl-與第二直流輸入端M2相連，第二直流負電平PV2-與第四直流輸入端M4相連；第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+和第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第五直流輸入端M5相連；拓撲單元的第一交流輸出端與該逆變器的第一交流輸出端相連，拓撲單元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。其中，如圖4所示，上述五個電平可以通過兩個直流電源PVM和PVN加上兩個DC/DC升壓電路獲得，具體的，兩個直流電源PVM和PVN正負對接，生成第一直流正電平PV1+、第一直流負電平PVl-和直流零電平PVO，兩個直流電源PVM和PVN各連接一個DC/DC升壓電路，生成第二直流正電平PV2+和第二直流負電平PV2-。參考圖5,其示出了本申請實施例二的另一種結構示意圖,基于上述如圖4所示的實施例，本申請提供的五電平逆變器還包括電感L501和電容C501，其中開關管TA2和開關管TB2的連接線通過依次串聯的電感L501和電容C501與二極管Dl和二極管D2的連接線相連；電感L501和電容C501的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連。上述如圖4所示的五電平還可以通過如圖6所述的方式獲得，直流電源PVS產生第一直流正電平PVl+和第一直流負電平PV1-，通過電容CAl和電容CBl的分壓作用產生直流零電平PVO，直流電源PVS兩端各連接一個DC/DC升壓電路，生成第二直流正電平PV2+和第二直流負電平PV2-。有上述可知，本申請通過增加電感和電容實現本申請實施例二的實際應用，減少本申請實施例二的輸出電流的諧波，提高本申請實施例二在進行電流轉換的準確性。圖5所示的五電平逆變器與電感和電流形成的濾波模塊的連接結構與如圖6所示的五電平逆變器與電感和電流形成的濾波模塊的連接結構類此，在此不再闡述。
由上述可知，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變器實施例二，即本申請實施例一在實現單相時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較聞。
其中，本申請提供的五電平逆變器實施例二在實現直流電與交流電的轉換時，包括八個工作模態，下面結合附圖來對圖5所示的五電平逆變器實施例二的八種工作模態進行詳細分析。其中，二極管DA2與開關管TA2反向并聯，二極管DB2與開關管TB2反向并聯。其中，本申請實施例二的工作模態形成可以通過時序控制實現。參考圖7，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二的第一工作模態的拓撲圖。第一工作模態開關管Tl導通，其余開關管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流的路徑為D1-T1-L501-VG-D1。參考圖8，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二第二工作模態的拓撲圖。第二工作模態開關管Tl和開關管TAl導通，其余開關管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PVI+-DAI-TA I-TI-L501-Ve-PVO。參考圖9，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二第三工作模態的拓撲圖。第三工作模態開關管TA2導通，其余開關管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PV2+-TA2-L50I-Vg-PVO。其中，所述第三工作模態還可以為開關管TA2、開關管Tl和開關管TAl導通，其余開關管均截止，即在第二工作模態結束后，開關管Tl和開關管TAl可以選擇不予以關閉，此時第三工作模態與只有開關管TA2導通的電流路徑一致，由此可以減少開關管在導通與閉合之間操作時的損耗。參考圖10，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二的第四工作模態的拓撲圖。第四工作模態開關管T2導通，其余開關管均截止；不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為T2-D2-Vg-L501-T2。參考圖11，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二的第五工作模態的拓撲 圖。第五工作模態開關管T2和開關管TBl導通，其余開關管均截止；不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為=PVO-Ve-LSOl-TZ-TB I-DB I-PVl-。參考圖12，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二的第六工作模態的拓撲圖。第六工作模態開關管TB2導通，其余開關管均截止；不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PV0-Vg-L501-TB2-PV2-。其中，所述第六工作模態還可以為開關管TB2、開關管T2和開關管TBl導通，其余開關管均截止，即在第五工作模態結束后，開關管T2和開關管TBl可以選擇不予以關閉，此時第六工作模態與只有開關管TB2導通的電流路徑一致，由此可以減少開關管在導通與閉合之間操作時的損耗。參考圖13，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二第七工作模態的拓撲圖。第七工作模態開關管Tl導通、開關管Tl和開關管TAl導通或開關管Tl和開關管TAl及開關管TA2導通，其余開關管均截止；不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為=CAZ-Vg-LSOI-DA2-CA2。參考圖14，其示出了本申請提供的五電平逆變器實施例二的第八工作模態的拓撲圖。第八工作模態開關管T2導通、開關管T2和開關管TBl導通或開關管T2和開關管TBl及開關管TB2導通，其余開關管均截止；不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為CB2-DB2-L501-Vg-CB2。在上述第二工作模態中，開關管Tl和開關管TAl共同承受第一正電平PVl+ ;在第五工作模態中，開關管T2和開關管TBl共同承受第一負電平PV1-，相對于現有技術中單個開關管的情形，開關管元器件承受的電壓應力小，對元器件的損耗較少。有上述可知，本申請提供的五電平逆變器實施例二采用五電平技術擬合正弦波的思路，相對于現有技術來說共模電壓小，紋波損耗較低，轉換效率較高。其中，本申請提供的五電平逆變拓撲單元實施例一在實現直流電與交流電的轉換時的八個工作模態，與本申請實施例二中圖7至圖14所示的工作模態類似，在此不再贅述。參考圖15，其示出了本申請提供的一種五電平逆變拓撲單元實施例三的拓撲圖，所述五電平逆變拓撲單元包括開關管Tl、開關管TA1、開關管TA2、開關管T2、開關管TB1、開關管TB2、二極管Dl、二極管DAl、二極管DBl、二極管D2 ；每個所述開關管均反向并聯一個二極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯的開關管Tl、開關管TA1、二極管DA1、二極管DB1、開關管TBl和開關管T2與該拓撲單元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲單元的第三直流輸入端M3通過依次串聯的開關管TA2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連；開關管T2和開關管TBl的連接線通過依次串聯的二極管D2和二極管Dl與開關管TAl和開關管Tl的連接線相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管D2和二極管Dl的連接線相連；開關管TA2和開關管TB2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管D2和二極管Dl的連接線與該拓撲單元的第二交流輸出端相連。其中，以上拓撲單元的開關管可以為IGBT管、MOSFET管、IGCT管、或IEGT管。可以理解的是，以上開關管也可以選擇其他類型的開關管。以上與開關管反向并聯的二極管可以為獨立的二極管，也可以是與開關管封裝集成在一起的二極管。由上述可知，相對應現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，基于本申請提供的五電平逆變拓撲單元實施例三的五電平逆變器在實現單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。 參考圖16，其示出了本申請提供的一種五電平逆變器實施例四的拓撲圖，基于本申請實施例三，本申請實施例四包括一個如實施例三所述的拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，直流零電平PVO與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PVl-與第二直流輸入端M2相連，第二直流負電平PV2-與第四直流輸入端M4相連； 第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+和第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第五直流輸入端M5相連；拓撲單元的第一交流輸出端與該逆變器的第一交流輸出端相連，拓撲單元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。其中，如圖17所示，上述五個電平可以通過兩個直流電源PVM和PVN加上兩個DC/DC升壓電路獲得，具體的，兩個直流電源PVM和PVN正負對接，生成第一直流正電平PV1+、第一直流負電平PVl-和直流零電平PVO，兩個直流電源PVM和PVN各連接一個DC/DC升壓電路，生成第二直流正電平PV2+和第二直流負電平PV2-。上述五電平還可以通過如圖19所述的方式獲得，直流電源PVS產生第一直流正電平PVl+和第一直流負電平PV1-，通過電容CAl和電容CBl的分壓作用產生直流零電平PV0，直流電源PVS兩端各連接一個DC/DC升壓電路，生成第二直流正電平PV2+和第二直流負電平 PV2-。參考圖18,其不出了本申請實施例四的另一種結構不意圖，基于上述實施例，本申請提供的五電平逆變器還包括電感L1801和電容C1801，其中開關管TA2和開關管TB2的連接線通過依次串聯的電感L1801和電容C1801與二極管Dl和二極管D2的連接線相連；電感L1801和電容C1801的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連。有上述可知，本申請通過增加電感和電容實現本申請實施例四的實際應用，減少本申請實施例四的輸出電流的諧波，提高本申請實施例四在進行電流轉換的準確性。基于如圖19所示的五電平逆變器與電感和電流形成的濾波模塊的連接結構與圖18中的連接結構類此，在此不再闡述。由上述可知，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變器實施例四，即本申請實施例三在實現單相時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較聞。其中，本申請提供的五電平逆變器實施例四在實現直流電與交流電的轉換時，包括八個工作模態，下面對八種工作模態進行詳細分析第一工作模態開關管TAl導通，其余開關管均截止；電流的路徑為D1-TA1-DA1-L1801-VG-D1。第二工作模態開關管Tl和開關管TAl導通，其余開關管均截止；電流路徑為PVI+-TI-TAI-DAI-L1801-Vg-PVO。第三工作模態開關管TA2導通，其余開關管均截止；電流路徑為PV2+-TA2-L1801-Ve-PVO。
其中，所述第三工作模態還可以為開關管TA2、開關管Tl和開關管TAl導通，其余開關管均截止，即在第二工作模態結束后，開關管Tl和開關管TAl可以選擇不予以關閉，此時第三工作模態與只有開關管TA2導通的工作模態一致，由此可以減少開關管在導通與閉合之間操作時的損耗。第四工作模態開關管TBl導通，其余開關管均截止；電流路徑為DB I -TB I -D2-Vg-L 1801 -DB I。第五工作模態開關管T2和開關管TBl導通，其余開關管均截止；電流路徑為PVO-Vg-L 1801 -DB I -TB I-T2-PVI -。第六工作模態開關管TB2導通，其余開關管均截止；電流路徑為PV0-Vg-L1801-TB2-PV2-o其中，所述第六工作模態還可以為開關管TB2、開關管T2和開關管TBl導通，其余開關管均截止，即在第五工作模態結束后，開關管T2和開關管TBl可以選擇不予以關閉，此時第六工作模態與只有開關管TB2導通的工作模態一致，由此可以減少開關管在導通與閉合之間操作時的損耗。第七工作模態開關管TAl導通、開關管Tl和開關管TAl導通或開關管Tl和開關管TAl及開關管TA2導通，其余開關管均截止；電流路徑為=CAz-VtrLlSOl-DAz-CAztj第八工作模態開關管TBl導通、開關管T2和開關管TBl導通或開關管T2和開關管TBl及開關管TB2導通，其余開關管均截止；電流路徑為ABZ-DBZ-LlSOl-VfCBZ。在上述第二工作模態中，開關管Tl和開關管TAl共同承受第一正電平PVl+ ;在第五工作模態中，開關管T2和開關管TBl共同承受第一負電平PV1-，相對于現有技術中單個開關管的情形，開關管元器件承受的電壓應力小，對元器件的損耗較少。有上述可知，本申請提供的五電平逆變器實施例四采用五電平技術擬合正弦波的思路，相對于現有技術來說共模電壓小，紋波損耗較低，轉換效率較高。其中，本申請提供的五電平逆變拓撲單元實施例三在實現直流電與交流電的轉換時的八個工作模態，與本申請實施例四所述的八個工作模態類似，在此不再贅述。參考圖20，其示出了本申請提供的五電平逆變拓撲單元實施例一等效圖。在所述等效圖中，將所述五電平逆變拓撲單元實施例一的第一交流輸出端定義為拓撲單元的AC引出端。參考圖21，其示出了本申請提供的五電平逆變拓撲單元實施例三等效圖。在所述等效圖中，將所述五電平逆變拓撲單元實施例三的第一交流輸出端定義為拓撲單元的AC引出端。參考圖22，其示出了本申請提供的一種五電平逆變器實施例五的拓撲圖，基于上述本申請實施例一或本申請實施例三，本申請實施例五包括兩個如圖20的拓撲單元或兩個如圖21所述的拓撲單元第一拓撲單元和第二拓撲單元； 第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連； 第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；
第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；
第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第五直流輸入端M5相連；第一拓撲單元和第二拓撲單元中的各AC引出端分別與該逆變器的第一交流輸出端和第二交流輸出端相連。其中，參考圖23，其示出了本申請實施例五的另一拓撲圖，基于上述如圖22所述的實施例，所述五電平逆變器還包括電感L2301、電感L2302和電容C2301，其中第一拓撲單元的AC引出端通過依次串聯的電感L2301、電容C2301和電感L2302與第二拓撲單元的AC引出端相連；電感L2301和電容C2301的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，電容C2301和電感L2302的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連。有上述可知，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變拓撲單元在實現兩相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。參考圖24，其示出了本申請提供的一種五電平逆變器實施例六的拓撲圖，基于上述本申請實施例一或本申請實施例三，本申請實施例六包括三個如圖20的拓撲單元或三個如圖21所述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第五直流輸入端M5相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元中的各AC引出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端和第三交流輸出端相連。其中，參考圖25，其示出了本申請實施例六的另一拓撲圖，基于上述如圖24所述的實施例，所述五電平逆變器還包括電感L2501、電感L2502、電感L2503、電容C2501、電容C2502和電容C2503，其中第一拓撲單元的AC引出端通過依次串聯的電感L2501、電容C2501、電容C2502和電感L2502與第二拓撲單元的AC引出端相連；第三拓撲單元的AC弓丨出端通過依次串聯的電感L2503和電容C2503與電容C2501和電容C2502的連接線相連；電感L2501和電容C2501的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，電容C2502和電感L2502的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連，電感L2503和電容C2503的連接線與該逆變器的第三交流輸出端相連。有上述可知，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變拓撲單元在實現三相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。需要說明的是，上述五電平逆變器實施例六為三相三線制(三橋臂)五電平逆變器。參考圖26，其示出了本申請實施例六的另一種拓撲圖，基于上述如圖25所述的實施例，其中電容C2501、電容C2502和電容C2503的連接線與直流零電平PVO相連。需要說明的是，如圖26所示的五電平逆變器為三相四線制(三橋臂)五電平逆變器。參考圖27，其示出了本申請提供的一種五電平逆變器實施例七的拓撲圖，基于上述本申請實施例一或本申請實施例三，本申請實施例七包括四個如圖20的拓撲單元或四個如圖21所述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；
第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元、第二拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第五直流輸入端M5相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元中的AC引出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端、第三交流輸出端和第四交流輸出端相連。其中，參考圖28，其示出了本申請實施例七的另一拓撲圖，基于上述如圖27所述的實施例，所述五電平逆變器還包括電感L2801、電感L2802、電感L2803、電容C2801、電容C2802和電容C2803，其中第二拓撲單元的AC引出端通過依次串聯的電感L2801、電容C2801、電容C2802和電感L2802與第三拓撲單元的AC引出端相連；第四拓撲單元的AC引出端通過依次串聯的電感L2803和電容C2803與電容C2801和電容C2802的連接線相連；電容C2801、電容C2802和電容C2803的連接線與第一拓撲單元的AC引出端相連；電感L2801和電容C2801的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，電容C2802和電感L2802的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連，電感L2803和電容C2803的連接線與該逆變器的第三交流輸出端相連。有上述可知，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變拓撲單元在實現四相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。需要說明的是，上述五電平逆變器實施例七為三相四線制(四橋臂)五電平逆變器。需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或
者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，
并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上對本申請所提供的一種五電平逆變拓撲單元及五電平逆變器進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。
權利要求
1.一種五電平逆變拓撲單元，其特征在于，包括開關管Tl、開關管TA1、開關管TA2、開關管T2、開關管TB1、開關管TB2、二極管D1、二極管DA1、二極管DBl和二極管D2 ； 每個所述開關管均反向并聯一個二極管； 該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯的二極管DA1、開關管TA1、開關管Tl、開關管T2、開關管TBl和二極管DBl與該拓撲單元的第二直流輸入端M2相連； 該拓撲單元的第三直流輸入端M3通過依次串聯的開關管TA2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連； 開關管T2和開關管TBl的連接線通過依次串聯的二極管D2和二極管Dl與開關管TAl和開關管Tl的連接線相連； 該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管D2和二極管Dl的連接線相連； 開關管TA2和開關管TB2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管D2和二極管Dl的連接線與該拓撲單元的第二交流輸出端相連。
2.根據權利要求I所述的五電平逆變拓撲單元，其特征在于，該五電平逆變拓撲單元對應的八個工作模態分別為 第一工作模態開關管Tl導通，其余開關管均截止； 第二工作模態開關管Tl和開關管TAl導通，其余開關管均截止； 第三工作模態開關管TA2導通，其余開關管均截止；或開關管TA2、開關管Tl和開關管TAl導通，其余開關管均截止； 第四工作模態開關管T2導通，其余開關管均截止； 第五工作模態開關管T2和開關管TBl導通，其余開關管均截止； 第六工作模態開關管TB2導通，其余開關管均截止；或開關管TB2、開關管T2和開關管TBl導通，其余開關管均截止； 第七工作模態開關管Tl導通、開關管Tl和開關管TAl導通或開關管Tl和開關管TAl及開關管TA2導通，其余開關管均截止； 第八工作模態開關管T2導通、開關管T2和開關管TBl導通或開關管T2和開關管TBl及開關管TB2導通，其余開關管均截止。
3.—種五電平逆變器，其特征在于，包括一個如權I或權2所述的拓撲單元，其中 第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，直流零電平PVO與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PVl-與第二直流輸入端M2相連，第二直流負電平PV2-與第四直流輸入端M4相連； 第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連； 第二直流正電平PV2+和第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連； 電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第五直流輸入端M5相連； 拓撲單元的第一交流輸出端與該逆變器的第一交流輸出端相連，拓撲單元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。
4.一種五電平逆變拓撲單元，其特征在于，包括開關管Tl、開關管TA1、開關管TA2、開關管T2、開關管TB1、開關管TB2、二極管D1、二極管DA1、二極管DB1、二極管D2 ； 每個所述開關管均反向并聯一個二極管； 該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯的開關管Tl、開關管TA1、二極管DA1、二極管DBl、開關管TBl和開關管T2與該拓撲單元的第二直流輸入端M2相連； 該拓撲單元的第三直流輸入端M3通過依次串聯的開關管TA2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連； 開關管T2和開關管TBl的連接線通過依次串聯的二極管D2和二極管Dl與開關管TAl和開關管Tl的連接線相連； 該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管D2和二極管Dl的連接線相連； 開關管TA2和開關管TB2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管D2和二極管Dl的連接線與該拓撲單元的第二交流輸出端相連。
5.根據權利要求4所述的五電平逆變拓撲單元，其特征在于，該五電平逆變拓撲單元對應的八個工作模態分別為 第一工作模態開關管TAl導通，其余開關管均截止； 第二工作模態開關管TAl和開關管Tl導通，其余開關管均截止； 第三工作模態開關管TA2導通，其余開關管均截止；或開關管TA1、開關管Tl和開關管TA2導通，其余開關管均截止； 第四工作模態開關管TBl導通，其余開關管均截止； 第五工作模態開關管TBl和開關管T2導通，其余開關管均截止； 第六工作模態開關管TB2導通，其余開關管均截止；或開關管TB1、開關管T2和開關管TB2導通，其余開關管均截止； 第七工作模態開關管TAl導通、開關管TAl和開關管Tl導通或開關管TAl和開關管Tl及開關管TA2導通，其余開關管均截止； 第八模態開關管TBl導通、開關管TBl和開關管T2導通或開關管TBl和開關管T2及開關管TB2導通，其余開關管均截止。
6.—種五電平逆變器,其特征在于,包括一個如權4或權5所述的拓撲單兀,其中 第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，直流零電平PVO與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PVl-與第二直流輸入端M2相連，第二直流負電平PV2-與第四直流輸入端M4相連； 第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連； 第二直流正電平PV2+和第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連； 電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第五直流輸入端M5相連； 拓撲單元的第一交流輸出端與該逆變器的第一交流輸出端相連，拓撲單元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。
7.—種五電平逆變器，其特征在于，包括兩個如權I或權2所述的拓撲單元或兩個如權4或權5所述的拓撲單元第一拓撲單元和第二拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連；第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連；第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4 的連接線相連； 直流零電平PVO與第一拓撲單元和第二拓撲 單元的各第五直流輸入端M5相連； 電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第五直流輸入端M5相連； 第一拓撲單元和第二拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端和第二交流輸出端相連。
8.—種五電平逆變器，其特征在于，包括三個如權I或權2所述的拓撲單元或三個如權4或權5所述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元； 第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連； 第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連； 第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連； 第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連； 第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連； 第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連； 直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連； 電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第五直流輸入端M5相連； 第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端和第三交流輸出端相連。
9.一種五電平逆變器，其特征在于，包括四個如權I或權2所述的拓撲單元或四個如權4或權5所述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元；第一直流正電平PVi+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連； 第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連； 第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流負電平PVl-和第二直流輸入端M2的連接線相連； 第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第三直流輸入端M3相連； 第二直流負電平PV2-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第四直流輸入端M4相連； 第二直流正電平PV2+和第一拓撲單元、第二拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第二直流負電平PV2-和第四直流輸入端M4的連接線相連； 直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連； 電容CAl和電容CBl的連接線與電容CA2和電容CB2的連接線相連并與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第五直流輸入端M5相連； 第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端、第三交流輸出端和第四交流輸出端相連。
全文摘要
本申請提供的五電平逆變拓撲單元包括六個反向并聯二極管的開關管和四個與開關管串聯的二極管，相對于現有技術中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請提供的五電平逆變拓撲單元在實現單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。
文檔編號H02M7/483GK102624271SQ201210097639
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者張彥虎, 汪洪亮, 趙為 申請人:陽光電源股份有限公司