專利名稱：逆變單元及具有該逆變單元的五電平逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種逆變單元及具有該逆變單元的五電平逆變器。
背景技術(shù)：
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1，二極管箝位型五電平逆變器包括電源單元101、逆變單元102以及濾波并網(wǎng)單元103，其中電源單元101生成2、1、0、-I和-2五種電平，上述五種電平經(jīng)逆變單元102逆變?yōu)榻涣麟?，再?jīng)濾波并網(wǎng)單元103的作用后形成標準的交流電。 然而，現(xiàn)有技術(shù)的五電平逆變器中的逆變單元，包含八個開關(guān)管，每個開關(guān)管均并聯(lián)有二極管，還包括DB I、DB2、DB3、DB4、DB5以及DB6六個箝位二極管，使逆變單元的結(jié)構(gòu)復雜,且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┮环N逆變單元及具有該逆變單元的五電平逆變器，以解決現(xiàn)有的逆變單元結(jié)構(gòu)復雜、成本高的問題。為解決上述問題，現(xiàn)提出的方案如下一種逆變單元，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管Dl，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5 ；所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DFl ；所述開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2 ；所述開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2,所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ；所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連。一種五電平逆變器，包括電源單元、三個逆變單元以及濾波并網(wǎng)單元，其中所述逆變單元輸入端與所述電源單元的輸出端相連；所述濾波并網(wǎng)單元與所述逆變單元的輸出端相連；所述逆變單元包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管D1，所述開關(guān)管Tl的集電極作為所述逆變單元的2電平輸入端，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5，所述開關(guān)管T5的發(fā)射極作為所述逆變單元的-2電平輸入端；所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管Τ2集電極的公共端反向連接有二極管DF I的一端，所述二極管DFl的另一端作為逆變單元的I電平輸入端；所述開關(guān)管Τ4發(fā)射極和開關(guān)管Τ5集電極的公共端連接有二極管DF2的一端，所述二極管DF2的另一端作為逆變單元的-I電平輸入端；所述開關(guān)管Τ3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述二極管DAl和二極管DB2的公共端作為所述逆變單元的O電平輸入端，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ； 所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管Τ2發(fā)射極和開關(guān)管Τ4集電極的公共端相連，所述二極管DB1、二極管DA2、開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管Τ5集電極的連接端作為所述逆變單元的輸出端。優(yōu)選地，所述電源單元包括直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第三支路，所述第三支路包括串聯(lián)的電容CAl和電容CBl ；一端與所述電容CAl相連的電感LI，所述電感LI另一端連接有二極管DDl ；一端與所述電容CBl相連的電感L2，所述電感L2另一端反向連接有二極管DD2 ；集電極與所述電感LI和二極管DDl的公共端相連的開關(guān)管TD1，所述開關(guān)管TDl的發(fā)射極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；一端與所述二極管DDl相連的電容CA2，所述電容CA2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；發(fā)射極與所述電感L2和二極管DD2的公共端相連的開關(guān)管TD2，所述開關(guān)管TD2的集電極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；一端與所述二極管DD2相連的電容CB2，所述電容CB2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連。優(yōu)選地,所述電源單元包括直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第四支路，所述第四支路包括串聯(lián)的電容CA3和電容CB3 ；一端與所述電容CA3相連的電感L3，所述電感L3另一端連接有二極管DD3 ；一端與所述電容CB3相連的電感L4，所述電感L4另一端反向連接有二極管DD4 ；集電極與所述電感L3和二極管DD3的公共端相連的開關(guān)管TD3，所述開關(guān)管TD3的發(fā)射極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連；一端與所述二極管DD3相連的電容CA4，所述電容CA4的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L4和二極管DD4的公共端相連的開關(guān)管TD4，所述開關(guān)管TD4的集電極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連；一端與所述二極管DD4相連的電容CB4，所述電容CB4的另一端與所述直流源相連。
優(yōu)選地,所述電源單元包括正負極對接的第一和第二直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第六支路，所述第六支路包括串聯(lián)的電容CA5和電容CB5，所述電容CA5和電容CB5的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA5相連的電感L5，所述電感L5另一端連接有二極管DD5 ；

一端與所述電容CB5相連的電感L6，所述電感L6另一端反向連接有二極管DD6 ；集電極與所述電感L5和二極管DD5的公共端相連的開關(guān)管TD5，所述開關(guān)管TD5的發(fā)射極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；—端與所述二極管DD5相連的電容CA6,所述電容CA6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；發(fā)射極與所述電感L6和二極管DD6的公共端相連的開關(guān)管TD6，所述開關(guān)管TD6的集電極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；一端與所述二極管DD6相連的電容CB6，所述電容CB6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連。優(yōu)選地，所述電源單元包括正負極對接的第一和第二直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第七支路，所述第七支路包括串聯(lián)的電容CA7和電容CB7，所述電容CA7和電容CB7的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA7相連的電感L7，所述電感L7另一端連接有二極管DD7 ；一端與所述電容CB7相連的電感L8，所述電感L8另一端反向連接有二極管DD8 ；集電極與所述電感L7和二極管DD7的公共端相連的開關(guān)管TD7，所述開關(guān)管TD7的發(fā)射極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連；一端與所述二極管DD7相連的電容CA8，所述電容CA8的另一端與所述第一直流源相連；發(fā)射極與所述電感L8和二極管DD8的公共端相連的開關(guān)管TD8，所述開關(guān)管TD8的集電極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連；一端與所述二極管DD8相連的電容CB8，所述電容CB8的另一端與所述第二直流源相連。優(yōu)選地，所述濾波并網(wǎng)單元包括與第一逆變單元輸出端相連的電感Lll ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L12 ；與第三逆變單元輸出端相連的電感L13 ;所述電感LU、電感L12和電感L13分別連接有交流源；連接在所述電感LI I和電感L12之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容Cl和電容C2 ；連接在所述電感LI3和電容C2之間的電容C3。優(yōu)選地，所述濾波并網(wǎng)單元包括與第一逆變單元輸出端相連的電感Lll ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L12 ；與第三逆變單元輸出端相連的電感L13 ;所述電感LU、電感L12和電感L13分別連接有交流源；
連接在所述電感LI I和電感L12之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容Cl和電容C2 ；連接在所述電感L13和電容C2之間的電容C3 ；所述電容Cl、電容C2和電容C3的公共端與電源單元的O輸出端相連。一種五電平逆變器，包括電源單元、四個逆變單元以及濾波并網(wǎng)單元，其中所述逆變單元輸入端與所述電源單元的輸出端相連；所述濾波并網(wǎng)單元與所述逆變單元的輸出端相連；所述逆變單元包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管D1，所述開關(guān)管Tl的集電極作為所述逆變單元的2電平輸入端，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管 D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5，所述開關(guān)管T5的發(fā)射極作為所述逆變單元的-2電平輸入端；所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DF I的一端，所述二極管DFl的另一端作為逆變單元的I電平輸入端；所述開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2的一端，所述二極管DF2的另一端作為逆變單元的-I電平輸入端；所述開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述二極管DAl和二極管DB2的公共端作為所述逆變單元的O電平輸入端，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ；所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連，所述二極管DB1、二極管DA2、開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的連接端作為所述逆變單元的輸出端。優(yōu)選地，該五電平逆變器的電源單元也有四種形式，與前文所述的四種電源單元結(jié)構(gòu)相同，在此不在贅述。優(yōu)選地，所述濾波并網(wǎng)單元包括與第一逆變單元輸出端相連的電感L14 ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L15 ；與第三逆變單元輸出端相連的電感L16 ;所述電感L14、電感L15和電感L16分別連接有交流源；連接在所述電感L14和電感L15之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容C4和電容C5，所述電容C4和電容C5的公共端與第四逆變單元輸出端相連；連接在所述電感L16和電容C5之間的電容C6。由上述可知，本申請?zhí)峁┑哪孀儐卧校瑴p少了開關(guān)管的數(shù)量，簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了成本。


為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)中二極管箝位型五電平逆變器拓撲圖；圖2為本申請?zhí)峁┑囊环N逆變單元電路圖；圖3 Ca)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第一工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖3 (b)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第二工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖3 (c)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第三工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖3 Cd)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第四工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖3 Ce)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第五工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖3 (f)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第六工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)
圖3 (g)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第七工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖3 (h)為本申請實施例提供的一種逆變單元處于第八工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖4 Ca)為本申請?zhí)峁┑哪孀儐卧敵霾ㄐ蔚臅r序控制圖；圖4 (b)為本申請?zhí)峁┑哪孀儐卧敵霾ㄐ蔚臅r序控制圖；圖5為本申請?zhí)峁┑囊环N五電平逆變單元對應芯片的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本申請實施例提供的一種五電平逆變器電路圖；圖7 Ca)為本申請實施例提供的一種電源單元的電路圖；圖7 (b)為本申請另一實施例提供的一種電源單元的電路圖；圖7 (C)為本申請另一實施例提供的一種電源單元的電路圖；圖7 (d)為本申請另一實施例提供的一種電源單元的電路圖；圖8為本申請另一實施例提供的一種五電平逆變器電路圖；圖9為本申請另一實施例提供的一種五電平逆變器電路圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)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?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)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。本發(fā)明實施例公開了一種逆變單元，以解決現(xiàn)有的逆變單元結(jié)構(gòu)復雜、成本高的問題。如圖2所示，本實施例公開的逆變單元，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管D1，開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2、開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5 ；開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接二極管DFl的一端，二極管DF I的另一端作為I電平的輸入端；開關(guān)管Tl的集電極作為2電平的輸入端；開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接二極管DF2的一端，二極管DF2的另一端作為-I電平的輸入端；開關(guān)管T5的發(fā)射極作為-2電平的輸入端；開關(guān)管T3的集電極和發(fā)射極之間并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ;二極管DAl和二極管DB2的公共端作為O電平的輸入端；
二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連；二極管DB I和二極管DA2的公共端作為輸出端。本實施例公開的逆變單元中，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的逆變單元，僅采用五個開關(guān)管，減少了開關(guān)管的數(shù)量，簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了成本。并且，本實施例公開的逆變單元，接收2、1、0、-I和-2五種電平，將上述的五種電平擬合為正弦波，如圖3 (a)和(b)所示，其中，V2指代2電平，Vl指代I電平，O指代O電平，-Vl指代-I電平，-V2指代-2電平。以下結(jié)合圖2、圖4 (a)和(b)對逆變單元的逆變過程進行說明。
0111]逆變單元包括八種工作模態(tài)，具體的如圖3 (a)所示，第一模態(tài)開關(guān)管Tl和T2導通，其他的開關(guān)管均截止，電流經(jīng)2端口一 Tl — AC，此時，為2電平；如圖3 (b)所示，第二模態(tài)開關(guān)管T2導通，其他的開關(guān)管均截止，電流經(jīng)I端口—DFl — T2 — AC，此時，為I電平；如圖3 (C)所示，第三模態(tài)開關(guān)管T3導通，其他的開關(guān)管均截止，電流經(jīng)O端口—DAl — T3 — DA2 — AC,此時，為 O 電平；如圖3 Cd)所示，第四模態(tài)開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2導通，或者開關(guān)管T2導通，其他的開關(guān)管截止，電流經(jīng)AC — D2 — Dl — 2端口，此時，為2電平的無功路徑；如圖3 Ce)所示，第五模態(tài)開關(guān)管T4和T5導通，其他的開關(guān)管均截止，電流經(jīng)AC — T4 — T5 — -2端口，此時，為-2電平；如圖3 Cf)所示，第六模態(tài)開關(guān)管T4導通，其他的開關(guān)管均截止，電流經(jīng)AC — T4 — DF2 — -I端口，此時，為-I電平；如圖3 (g)所示，第七模態(tài)開關(guān)管T3導通，其他的開關(guān)管均截止，電流經(jīng)AC — DBl — T3 — DB2 — O 端口，此時，為 O 電平；如圖3 (h)所示，第八模態(tài)開關(guān)管T4和開關(guān)管T5導通，或者開關(guān)管T4導通，其他的開關(guān)管截止，電流經(jīng)-2端口一 D5 — D4 — AC，此時，為-2電平的無功路徑。通過上述工作模態(tài)的時序進行控制，就能得到需要的正弦交流電，圖4 Ca)和(b)為時序控制圖，其中，u為逆變器輸出的電壓波形，設滿足逆變要求的最小逆變電壓為Vm。當Vl〈Vm〈V2時，按圖4 (a)所示的時序進行控制，即t0時刻 tl時刻、t2時刻 t4時刻以及t5時刻 t6時刻，第二工作模態(tài)和第六工作模態(tài)交替工作，tl時刻 t2時亥IJ，第一工作模態(tài)和第二工作模態(tài)交替工作，t4時刻 t5時刻，第六工作模態(tài)和第五工作模態(tài)交替工作；當Vm〈Vl〈V2時，按圖4 (b)所示的時序進行控制，具體時序控制參見圖3 (a)，在此不再贅述。并且，當逆變單元逆變之后的正弦波的峰值小于I電平時，此時，說明為逆變單元輸入電源的直流電源滿足逆變單元逆變電壓的要求，但是，為了縮減能耗，仍舊在^-^時間段，控制為2電平輸入，t4-t5時間段同理。并且，發(fā)明人研究本實施例公開的逆變單元過程中發(fā)現(xiàn)，逆變單元將五電平擬合為正弦波的過程中，若去除I電平和-I電平的無功路徑，對逆變單元的工作過程影響不大，因此，去除掉I電平和-I電平的無功路徑，節(jié)省I電平和-I電平的無功路徑中需要的開關(guān)管，形成了本實施例公開的逆變單元，且實現(xiàn)簡化電路結(jié)構(gòu)，降低成本的目的。
本實施例公開的逆變單元，在實際生成使用時，一般將逆變單元封裝成芯片，如圖5所示，包括六個端口，分別為O電平、I電平、2電平、-I電平以及-2電平五個輸入端口，還包括AC輸出端口。本發(fā)明實施例還公開了一種五電平逆變器，適用于三相三線系統(tǒng)，如圖6所示，包括電源單元、三個逆變單元以及濾波并網(wǎng)單元，其中所述逆變單元輸入端與所述電源單元的輸出端相連；所述濾波并網(wǎng)單元與所述逆變單元的輸出端相連；具體的本實施例公開的電源單元可以輸出O電平、I電平、2電平、-I電平以及-2電平五種電平；所述逆變單元的O電平、I電平、2電平、-I電平以及-2電平五個輸入端口分別與所述電源單元的相應的輸出端相連；所述逆變單元的AC輸出端口與所述濾波并網(wǎng)單元相連；本實施例公開的逆變單元與上述實施例公開的逆變單元結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管Dl，開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2、開關(guān)管T3反向 并聯(lián)有二極管D3，開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5 ；開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接二極管DFl的一端，二極管DFl的另一端作為I電平的輸入端；開關(guān)管Tl的集電極作為2電平的輸入端；開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接二極管DF2的一端，二極管DF2的另一端作為-I電平的輸入端；開關(guān)管T5的發(fā)射極作為-2電平的輸入端；開關(guān)管T3的集電極和發(fā)射極之間并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ;二極管DAl和二極管DB2的公共端作為O電平的輸入端；二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連；二極管DBl和二極管DA2的公共端作為輸出端。同樣如圖6所示，上述實施例中的五電平逆變器中的濾波并網(wǎng)單元包括與第一逆變單元輸出端相連的電感Lll ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L12 ；與第三逆變單元輸出端相連的電感L13 ;所述電感LU、電感L12和電感L13分別連接有交流源；連接在所述電感LI I和電感L12之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容Cl和電容C2 ；連接在所述電感L13和電容C2之間的電容C3。并且，本實施例公開的逆變單元，工作過程見上述實施例公開的內(nèi)容，此處不再贅述。并且，上述實施例公開的五電平逆變器中，電源單元有四種形式，具體的，參見圖7(a),所述電源單元包括直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第三支路，所述第三支路包括串聯(lián)的電容CAl和電容CBl，電容CAl和電容CBl的公共端作為O電平的輸出端；一端與所述電容CAl相連的電感LI，所述電感LI另一端連接有二極管DD1，二極管DDl的另一端作為2電平的輸出端，電感LI和電容CAl的公共端作為I電平的輸出端；
一端與所述電容CBl相連的電感L2，所述電感L2另一端反向連接有二極管DD2，二極管DD2的另一端作為-2電平的輸出端，電感L2和電容CBl的公共端作為_1電平的輸出端；集電極與所述電感LI和二極管DDl的公共端相連的開關(guān)管TD1，所述開關(guān)管TDl的發(fā)射極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；一端與所述二極管DDl相連的電容CA2，所述電容CA2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；發(fā)射極與所述電感L2和二極管DD2的公共端相連的開關(guān)管TD2，所述開關(guān)管TD2 的集電極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；一端與所述二極管DD2相連的電容CB2，所述電容CB2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連。本實施例公開的電源單元，電感LI、二極管DDl、開關(guān)管TDl和電容CA2形成升壓電路，將電源單元的I電平升高為2電平，且2電平的電壓可以不是I電平的2倍；同樣，電感L2、二極管DD2、開關(guān)管TD2和電容CB2形成升壓電路，將電源單元的_1電平升高為_2電平，且-2電平的電壓也可以不是-I電平的2倍?；蛘?如圖7 (b)所示,所述電源單元包括直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第四支路，所述第四支路包括串聯(lián)的電容CA3和電容CB3,電容CA3和電容CB3的公共端作為O電平的輸出端；一端與所述電容CA3相連的電感L3，所述電感L3另一端連接有二極管DD3，二極管DD3的另一端作為2電平的輸出端，電感L3和電容CA3的公共端作為I電平的輸出端；一端與所述電容CB3相連的電感L4，所述電感L4另一端反向連接有二極管DD4，二極管DD4的另一端作為-2電平的輸出端，電感L4和電容CB3的公共端作為_1電平的輸出端；集電極與所述電感L3和二極管DD3的公共端相連的開關(guān)管TD3，所述開關(guān)管TD3的發(fā)射極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連；一端與所述二極管DD3相連的電容CA4，所述電容CA4的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L4和二極管DD4的公共端相連的開關(guān)管TD4，所述開關(guān)管TD4的集電極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連；一端與所述二極管DD4相連的電容CB4，所述電容CB4的另一端與所述直流源相連。本實施例與上述實施例相同，電感L3、二極管DD3、開關(guān)管TD3和電容CA4形成升壓電路，將電源單元的I電平升高為2電平，且2電平的電壓可以不是I電平的2倍；同樣，電感L4、二極管DD4、開關(guān)管TD4和電容CB4形成升壓電路，將電源單元的_1電平升高為_2電平，且-2電平的電壓也可以不是-I電平的2倍?；蛘?如圖7 (C)所示,所述電源單元包括正負極對接的兩個直流源，兩個直流源的公共端作為O電平的輸出端；并聯(lián)在所述直流源兩端的第六支路，所述第六支路包括串聯(lián)的電容CA5和電容CB5，所述電容CA5和電容CB5的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA5相連的電感L5，所述電感L5另一端連接有二極管DD5，二極管DD5的另一端作為2電平的輸出端，電感L5和電容CA5的公共端作為I電平的輸出端；—端與所述電容CB5相連的電感L6,所述電感L6另一端反向連接有二極管DD6,二極管DD6的另一端作為-2電平的輸出端，電感L6和電容CB5的公共端作為_1電平的輸出端；集電極與所述電感L5和二極管DD5的公共端相連的開關(guān)管TD5，所述開關(guān)管TD5的發(fā)射極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；—端與所述二極管DD5相連的電容CA6,所述電容CA6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；發(fā)射極與所述電感L6和二極管DD6的公共端相連的開關(guān)管TD6，所述開關(guān)管TD6的集電極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； —端與所述二極管DD6相連的電容CB6,所述電容CB6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連。與上述實施例相同，電感L5、二極管DD5、開關(guān)管TD5和電容CA6形成升壓電路，將電源單元的I電平升高為2電平，且2電平的電壓可以不是I電平的2倍；同樣，電感L6、二極管DD6、開關(guān)管TD6和電容CB6形成升壓電路，將電源單元的_1電平升高為_2電平，且-2電平的電壓也可以不是-I電平的2倍?；蛘?如圖7 (d)所示,所述電源單元包括正負極對接的兩個直流源，兩個直流源的公共端作為O電平的輸出端；并聯(lián)在所述直流源兩端的第七支路，所述第七支路包括串聯(lián)的電容CA7和電容CB7，所述電容CA7和電容CB7的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA7相連的電感L7，所述電感L7另一端連接有二極管DD7，二極管DD7的另一端作為2電平的輸出端，電感L7和電容CA7的公共端作為I電平的輸出端；一端與所述電容CB7相連的電感L8，所述電感L8另一端反向連接有二極管DD8，二極管DD8的另一端作為-2電平的輸出端，電感L8和電容CB7公共端作為_1電平的輸出端;集電極與所述電感L7和二極管DD7的公共端相連的開關(guān)管TD7，所述開關(guān)管TD7的發(fā)射極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連；—端與所述二極管DD7相連的電容CA8，所述電容CA8的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L8和二極管DD8的公共端相連的開關(guān)管TD8，所述開關(guān)管TD8的集電極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連；一端與所述二極管DD8相連的電容CB8，所述電容CB8的另一端與所述另一個直流源相連。與上述實施例相同，電感L7、二極管DD7、開關(guān)管TD7和電容CA8形成升壓電路，將電源單元的I電平升高為2電平，且2電平的電壓可以不是I電平的2倍；同樣，電感L8、二極管DD8、開關(guān)管TD8和電容CB8形成升壓電路，將電源單元的_1電平升高為_2電平，且-2電平的電壓也可以不是-I電平的2倍。
當上述實施例公開的五電平逆變器適用于三相四線系統(tǒng)時，如圖7所示，除包括如上述實施例公開的電源單元和逆變單元之外，還包括濾波并網(wǎng)單元，其中所述濾波并網(wǎng)單元包括與第一逆變單元輸出端相連的電感Lll ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L12 ；與第三逆變單元輸出端相連的電感L13 ;所述電感LU、電感L12和電感L13分別連接有交流源；連接在所述電感LI I和電感L12之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容Cl和電容C2 ；連接在所述電感L13和電容C2之間的電容C3 ；電容Cl、電容C2和電容C3的公共端與電源單元的O輸出端相連。本發(fā)明另一實施例還公開了一種五電平逆變器，適應于三相四線系統(tǒng)，如圖9所示，包括電源單元、四個逆變單元以及濾波并網(wǎng)單元，其中所述逆變單元輸入端與所述電源單元的輸出端相連；所述濾波并網(wǎng)單元與所述逆變單元的輸出端相連；具體的本實施例公開的電源單元可以輸出O電平、I電平、2電 平、-I電平以及-2電平五種電平；所述逆變單元的O電平、I電平、2電平、-I電平以及-2電平五個輸入端口分別與所述電源單元的相應的輸出端相連；所述逆變單元的AC輸出端口與所述濾波并網(wǎng)單元相連；本實施例公開的逆變單元與上述實施例公開的逆變單元結(jié)構(gòu)相同所述逆變單元，如圖2所示,包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管Dl，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5 ；所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DFl ；所述開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2 ；所述開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述第二支路包括串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ；所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連。并且，同樣如圖9所示，所述濾波并網(wǎng)單元包括與第一逆變單元輸出端相連的電感L14 ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L15 ；與第三逆變單元輸出端相連的電感L16 ;所述電感L14、電感L15和電感L16分別連接有交流源；連接在所述電感L14和電感L15之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容C4和電容C5，所述電容C4和電容C5的公共端與第四逆變單元輸出端相連；連接在所述電感L16和電容C5之間的電容C6。本實施例公開的五電平逆變器中，電源單元也有四種形式，同樣參見圖7(a)，所述電源單元包括直流源；
并聯(lián)在所述直流源兩端的第三支路，所述第三支路包括串聯(lián)的電容CAl和電容CBl，電容CAl和電容CBl的公共端作為O電平的輸出端；一端與所述電容CAl相連的電感LI，所述電感LI另一端連接有二極管DD1，二極管DDl的另一端作為2電平的輸出端，電感LI和電容CAl的公共端作為I電平的輸出端；一端與所述電容CBl相連的電感L2，所述電感L2另一端反向連接有二極管DD2，二極管DD2的另一端作為-2電平的輸出端，電感L2和電容CBl的公共端作為_1電平的輸出端；集電極與所述電感LI和二極管DDl的公共端相連的開關(guān)管TD1，所述開關(guān)管TDl的發(fā)射極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；一端與所述二極管DDl相連的電容CA2，所述電容CA2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；

發(fā)射極與所述電感L2和二極管DD2的公共端相連的開關(guān)管TD2，所述開關(guān)管TD2的集電極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；一端與所述二極管DD2相連的電容CB2，所述電容CB2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連?；蛘?如圖7 (b)所示,所述電源單元包括直流源；并聯(lián)在所述直流源兩端的第四支路，所述第三支路包括串聯(lián)的電容CA3和電容CB3,電容CA3和電容CB3的公共端作為O電平的輸出端；一端與所述電容CA3相連的電感L3，所述電感L3另一端連接有二極管DD3，二極管DD3的另一端作為2電平的輸出端，電感L3和電容CA3的公共端作為I電平的輸出端；一端與所述電容CB3相連的電感L4，所述電感L4另一端反向連接有二極管DD4，二極管DD4的另一端作為-2電平的輸出端，電感L4和電容CB3的公共端作為_1電平的輸出端；集電極與所述電感L3和二極管DD3的公共端相連的開關(guān)管TD3，所述開關(guān)管TD3的發(fā)射極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連；一端與所述二極管DD3相連的電容CA4，所述電容CA4的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L4和二極管DD4的公共端相連的開關(guān)管TD4，所述開關(guān)管TD4的集電極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連；一端與所述二極管DD4相連的電容CB4，所述電容CB4的另一端與所述直流源相連?；蛘?如圖7 (C)所示,所述電源單元包括正負極對接的兩個直流源，兩個直流源的公共端作為O電平的輸出端；并聯(lián)在所述直流源兩端的第六支路，所述第六支路包括串聯(lián)的電容CA5和電容CB5，所述電容CA5和電容CB5的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA5相連的電感L5，所述電感L5另一端連接有二極管DD5，二極管DD5的另一端作為2電平的輸出端，電感L5和電容CA5的公共端作為I電平的輸出端；一端與所述電容CB5相連的電感L6，所述電感L6另一端反向連接有二極管DD6，二極管DD6的另一端作為-2電平的輸出端，電感L6和電容CB5的公共端作為_1電平的輸出端；集電極與所述電感L5和二極管DD5的公共端相連的開關(guān)管TD5，所述開關(guān)管TD5的發(fā)射極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；—端與所述二極管DD5相連的電容CA6,所述電容CA6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；發(fā)射極與所述電感L6和二極管DD6的公共端相連的開關(guān)管TD6，所述開關(guān)管TD6的集電極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連；一端與所述二極管DD6相連的電容CB6，所述電容CB6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連?；蛘?如圖7 (d)所示,所述電源單元包括 正負極對接的兩個直流源，兩個直流源的公共端作為O電平的輸出端；并聯(lián)在所述直流源兩端的第七支路，所述第七支路包括串聯(lián)的電容CA7和電容CB7，所述電容CA7和電容CB7的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA7相連的電感L7，所述電感L7另一端連接有二極管DD7，二極管DD7的另一端作為2電平的輸出端，電感L7和電容CA7的公共端作為I電平的輸出端；一端與所述電容CB7相連的電感L8，所述電感L8另一端反向連接有二極管DD8，二極管DD8的另一端作為-2電平的輸出端，電感L8和電容CB7公共端作為_1電平的輸出端;集電極與所述電感L7和二極管DD7的公共端相連的開關(guān)管TD7，所述開關(guān)管TD7的發(fā)射極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連；一端與所述二極管DD7相連的電容CA8，所述電容CA8的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L8和二極管DD8的公共端相連的開關(guān)管TD8，所述開關(guān)管TD8的集電極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連；一端與所述二極管DD8相連的電容CB8，所述電容CB8的另一端與所述另一個直流源相連。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(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)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(guān)系或者順序。而且，術(shù)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(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)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(nèi)容不應理解為對本申請的限制。
權(quán)利要求
1.一種逆變單元，其特征在于，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中 所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管D1，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5 ； 所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DFl ； 所述開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2 ； 所述開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ； 所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連。
2.一種五電平逆變器，其特征在于，包括電源單元、三個逆變單元以及濾波并網(wǎng)單元，其中 所述逆變單元輸入端與所述電源單元的輸出端相連；所述濾波并網(wǎng)單元與所述逆變單元的輸出端相連；所述逆變單元包括 開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中 所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管D1，所述開關(guān)管Tl的集電極作為所述逆變單元的2電平輸入端，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5，所述開關(guān)管T5的發(fā)射極作為所述逆變單元的-2電平輸入端； 所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DF I的一端，所述二極管DFl的另一端作為逆變單元的I電平輸入端； 所述開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2的一端，所述二極管DF2的另一端作為逆變單元的-I電平輸入端； 所述開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述二極管DAl和二極管DB2的公共端作為所述逆變單元的O電平輸入端，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ； 所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連，所述二極管DB1、二極管DA2、開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的連接端作為所述逆變單元的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第三支路，所述第三支路包括串聯(lián)的電容CAl和電容CBl ； 一端與所述電容CAl相連的電感LI，所述電感LI另一端連接有二極管DDl ； 一端與所述電容CBl相連的電感L2，所述電感L2另一端反向連接有二極管DD2 ； 集電極與所述電感LI和二極管DDl的公共端相連的開關(guān)管TD1，所述開關(guān)管TDl的發(fā)射極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連； 一端與所述二極管DDl相連的電容CA2，所述電容CA2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連；發(fā)射極與所述電感L2和二極管DD2的公共端相連的開關(guān)管TD2，所述開關(guān)管TD2的集電極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連； 一端與所述二極管DD2相連的電容CB2，所述電容CB2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第四支路，所述第四支路包括串聯(lián)的電容CA3和電容CB3 ； 一端與所述電容CA3相連的電感L3，所述電感L3另一端連接有二極管DD3 ； 一端與所述電容CB3相連的電感L4，所述電感L4另一端反向連接有二極管DD4 ； 集電極與所述電感L3和二極管DD3的公共端相連的開關(guān)管TD3，所述開關(guān)管TD3的發(fā)射極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連； 一端與所述二極管DD3相連的電容CA4，所述電容CA4的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L4和二極管DD4的公共端相連的開關(guān)管TD4，所述開關(guān)管TD4的集電極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連； 一端與所述二極管DD4相連的電容CB4，所述電容CB4的另一端與所述直流源相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 正負極對接的第一和第二直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第六支路，所述第六支路包括串聯(lián)的電容CA5和電容CB5，所述電容CA5和電容CB5的公共端與所述兩個直流源的公共端相連； 一端與所述電容CA5相連的電感L5，所述電感L5另一端連接有二極管DD5 ； 一端與所述電容CB5相連的電感L6，所述電感L6另一端反向連接有二極管DD6 ； 集電極與所述電感L5和二極管DD5的公共端相連的開關(guān)管TD5，所述開關(guān)管TD5的發(fā)射極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； 一端與所述二極管DD5相連的電容CA6，所述電容CA6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； 發(fā)射極與所述電感L6和二極管DD6的公共端相連的開關(guān)管TD6，所述開關(guān)管TD6的集電極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； 一端與所述二極管DD6相連的電容CB6，所述電容CB6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 正負極對接的第一和第二直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第七支路，所述第七支路包括串聯(lián)的電容CA7和電容CB7，所述電容CA7和電容CB7的公共端與所述兩個直流源的公共端相連； 一端與所述電容CA7相連的電感L7，所述電感L7另一端連接有二極管DD7 ； 一端與所述電容CB7相連的電感L8，所述電感L8另一端反向連接有二極管DD8 ； 集電極與所述電感L7和二極管DD7的公共端相連的開關(guān)管TD7，所述開關(guān)管TD7的發(fā)射極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連； 一端與所述二極管DD7相連的電容CA8，所述電容CA8的另一端與所述第一直流源相連；發(fā)射極與所述電感L8和二極管DD8的公共端相連的開關(guān)管TD8，所述開關(guān)管TD8的集電極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連； 一端與所述二極管DD8相連的電容CB8，所述電容CB8的另一端與所述第二直流源相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項所述的五電平逆變器，其特征在于，所述濾波并網(wǎng)單元包括 與第一逆變單元輸出端相連的電感Lll ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L12 ;與第三逆變單元輸出端相連的電感L13 ;所述電感LU、電感L12和電感L13分別連接有交流源；連接在所述電感Lll和電感L12之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容Cl和電容C2 ；連接在所述電感L13和電容C2之間的電容C3。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項所述的五電平逆變器，其特征在于，所述濾波并網(wǎng)單元包括 與第一逆變單元輸出端相連的電感Lll ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L12 ;與第三逆變單元輸出端相連的電感L13 ;所述電感111、電感112和電感113分別連接有交流源；連接在所述電感Lll和電感L12之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容Cl和電容C2 ；連接在所述電感L13和電容C2之間的電容C3 ； 所述電容Cl、電容C2和電容C3的公共端與電源單元的O輸出端相連。
9.一種五電平逆變器，其特征在于，包括電源單元、四個逆變單元以及濾波并網(wǎng)單元，其中 所述逆變單元輸入端與所述電源單元的輸出端相連；所述濾波并網(wǎng)單元與所述逆變單元的輸出端相連；所述逆變單元包括 開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5 ;其中 所述開關(guān)管Tl反向并聯(lián)有二極管Dl，所述開關(guān)管Tl的集電極作為所述逆變單元的2電平輸入端，所述開關(guān)管T2反向并聯(lián)有二極管D2，所述開關(guān)管T3反向并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4反向并聯(lián)有二極管D4，所述開關(guān)管T5反向并聯(lián)有二極管D5，所述開關(guān)管T5的發(fā)射極作為所述逆變單元的-2電平輸入端； 所述開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DF I的一端，所述二極管DFl的另一端作為逆變單元的I電平輸入端； 所述開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2的一端，所述二極管DF2的另一端作為逆變單元的-I電平輸入端； 所述開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DAl和二極管DB2，所述二極管DAl和二極管DB2的公共端作為所述逆變單元的O電平輸入端，所述第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DBl和二極管DA2 ； 所述二極管DBl和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連，所述二極管DB1、二極管DA2、開關(guān)管Tl發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的連接端作為所述逆變單元的輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第三支路，所述第三支路包括串聯(lián)的電容CAl和電容CBl ；一端與所述電容CAl相連的電感LI，所述電感LI另一端連接有二極管DDl ； 一端與所述電容CBl相連的電感L2，所述電感L2另一端反向連接有二極管DD2 ； 集電極與所述電感LI和二極管DDl的公共端相連的開關(guān)管TD1，所述開關(guān)管TDl的發(fā)射極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連； 一端與所述二極管DDl相連的電容CA2，所述電容CA2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連； 發(fā)射極與所述電感L2和二極管DD2的公共端相連的開關(guān)管TD2，所述開關(guān)管TD2的集電極與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連； 一端與所述二極管DD2相連的電容CB2，所述電容CB2的另一端與所述電容CAl和電容CBl的公共端相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第四支路，所述第四支路包括串聯(lián)的電容CA3和電容CB3 ； 一端與所述電容CA3相連的電感L3，所述電感L3另一端連接有二極管DD3 ； 一端與所述電容CB3相連的電感L4，所述電感L4另一端反向連接有二極管DD4 ； 集電極與所述電感L3和二極管DD3的公共端相連的開關(guān)管TD3，所述開關(guān)管TD3的發(fā)射極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連； 一端與所述二極管DD3相連的電容CA4，所述電容CA4的另一端與所述直流源相連；發(fā)射極與所述電感L4和二極管DD4的公共端相連的開關(guān)管TD4，所述開關(guān)管TD4的集電極與所述電容CA3和電容CB3的公共端相連； 一端與所述二極管DD4相連的電容CB4，所述電容CB4的另一端與所述直流源相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 正負極對接的第一和第二直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第六支路，所述第六支路包括串聯(lián)的電容CA5和電容CB5，所述電容CA5和電容CB5的公共端與所述第一直流源和第二直流源的公共端相連； 一端與所述電容CA5相連的電感L5，所述電感L5另一端連接有二極管DD5 ； 一端與所述電容CB5相連的電感L6，所述電感L6另一端反向連接有二極管DD6 ； 集電極與所述電感L5和二極管DD5的公共端相連的開關(guān)管TD5，所述開關(guān)管TD5的發(fā)射極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； 一端與所述二極管DD5相連的電容CA6，所述電容CA6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； 發(fā)射極與所述電感L6和二極管DD6的公共端相連的開關(guān)管TD6，所述開關(guān)管TD6的集電極與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連； 一端與所述二極管DD6相連的電容CB6，所述電容CB6的另一端與所述電容CA5和電容CB5的公共端相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的五電平逆變器，其特征在于，所述電源單元包括 正負極對接的第一和第二直流源； 并聯(lián)在所述直流源兩端的第七支路，所述第七支路包括串聯(lián)的電容CA7和電容CB7，所述電容CA7和電容CB7的公共端與所述兩個直流源的公共端相連；一端與所述電容CA7相連的電感L7，所述電感L7另一端連接有二極管DD7 ； 一端與所述電容CB7相連的電感L8，所述電感L8另一端反向連接有二極管DD8 ； 集電極與所述電感L7和二極管DD7的公共端相連的開關(guān)管TD7，所述開關(guān)管TD7的發(fā)射極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連； 一端與所述二極管DD7相連的電容CA8，所述電容CA8的另一端與所述第一直流源相連； 發(fā)射極與所述電感L8和二極管DD8的公共端相連的開關(guān)管TD8，所述開關(guān)管TD8的集電極與所述電容CA7和電容CB7的公共端相連； 一端與所述二極管DD8相連的電容CB8，所述電容CB8的另一端與所述第二直流源相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-13中任意一項所述的五電平逆變器，其特征在于，所述濾波并網(wǎng)單元包括 與第一逆變單元輸出端相連的電感L14 ;與第二逆變單元輸出端相連的電感L15 ;與第三逆變單元輸出端相連的電感L16 ;所述電感L14、電感L15和電感L16分別連接有交流源；連接在所述電感L14和電感L15之間的支路，所述支路包括串聯(lián)的電容C4和電容C5，所述電容C4和電容C5的公共端與第四逆變單元輸出端相連； 連接在所述電感L16和電容C5之間的電容C6。
全文摘要
本申請公開了一種逆變單元，包括開關(guān)管T1、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3、開關(guān)管T4和開關(guān)管T5；其中開關(guān)管T1并聯(lián)有二極管D1，所述開關(guān)管T2并聯(lián)有二極管D2，開關(guān)管T3并聯(lián)有二極管D3，所述開關(guān)管T4并聯(lián)有二極管D4，開關(guān)管T5并聯(lián)有二極管D5；開關(guān)管T1發(fā)射極和開關(guān)管T2集電極的公共端反向連接有二極管DF1；開關(guān)管T4發(fā)射極和開關(guān)管T5集電極的公共端連接有二極管DF2；開關(guān)管T3并聯(lián)有第一支路和第二支路，第一支路包括反向串聯(lián)的二極管DA1和二極管DB2，第二支路包括反向串聯(lián)的二極管DB1和二極管DA2；二極管DB1和二極管DA2的公共端，與開關(guān)管T2發(fā)射極和開關(guān)管T4集電極的公共端相連。
文檔編號H02M7/483GK102769402SQ201210269189
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者宋煬, 汪洪亮 申請人:陽光電源股份有限公司