[发明专利]五电平逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种逆变器，尤其是一种五电平逆变器。

背景技术

随着风能发电、光伏发电、UPS(不间断电源)技术的不断发展，逆变器效率的要求也越来越被重视，因此五电平逆变器便应运而生。

比如，图1所示的传统五电平逆变器，它能够输出五个电平，与两电平、三电平电路相比具有较低的损耗，同时可以减少输出电流的谐波，减少输出滤波器尺寸。但是当电路输出Vdc、Vdc/2，0，-Vdc/2、-Vdc时，不管电流正负，如图2-4中实线和虚线箭头所示，电流都需要经过三个功率器件，具有较高的导通损耗。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种五电平逆变器，减少导通损耗，提高逆变器的效率。

为实现上述目的，本发明提供一种五电平逆变器，包括：第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管和电感，其中：

所述第一电容和所述第二电容串联，且两者的连接点即电容中点；

所述第一开关管、所述第二开关管依次串联在所述第一电容和所述第二电容之间；所述第一开关管和所述第一电容连接于第五节点，所述第二开关管和所述第二电容连接于第六节点；所述第一开关管和所述第二开关管连接于第三节点；

所述第七开关管与所述第八开关管串联连接；所述第七开关管连接于所述第五节点，所述第八开关管连接于所述第六节点；所述第七开关管和所述第八开关管连接于第四节点；

所述第三开关管和所述第四开关管串联，所述第五开关管和所述第六开关管串联，这两个串联支路再并联，该并联支路连接在第三节点和电容中点之间，其中所述第三开关管和所述第五开关管连接于第一节点，所述第四开关管和所述第六开关管连接于第二节点；所述第一节点连接到电容中点，所述第二节点连接到所述第三节点；所述第三节点另一端连接电感一端；

所述电感另一端与负载串联后连接所述第四节点；

所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管分别对应于所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管第六开关管、第七开关管以及第八开关管，并对应并联在各开关管的两端。

优选地，所述第一二极管的阳极连接于第三节点，所述第一二极管的阴极连接于第一电容；所述第二二极管的阴极连接于第三节点，所述第二二极管的阳极连接于第二电容；所述第三二极管的阳极连接于所述第一节点，所述第三二极管的阴极连接于所述第四开关管和所述第四二极管的阴极，所述第四二极管的阳极连接到第二节点；所述第五二极管的阳极连接于所述第六开关管和第六二极管阳极，所述第五二极管的阴极连接于所述第一节点，所述第六二极管的阴极连接于所述第二节点；所述第七二极管的阳极连接于第四节点，所述第七二极管的阴极连接于第五节点；所述第八二极管的阴极连接于第四节点，所述第八二极管的阳极连接于第六节点。

本发明上述的第一开关管、第二开关管、第七开关管、第八开关管均为IGBT管（绝缘栅双极型晶体管）。

本发明上述的第四开关管，第六开关管采用相同种类的开关管；上述的第三开关管，第五开关管采用相同种类的开关管；第四开关管、第六开关管的种类和第三开关管、第五开关管的种类可以相同或者不同。

本发明所述第三～第六开关管具体可以采用如MOSFET管，PowerMosfet管（功率场效应管），Coolmosfet管，IGBT管等开关管中的任意一种。

优选地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管第五开关管、第七开关管以及第八开关管均为IGBT管（绝缘栅双极型晶体管），其中：所述第一开关管的发射极连接于第三节点，集电极连接于第一电容；所述第二开关管的集电极连接于第三节点，发射极连接于第二电容；所述第三开关管的发射极连接于第一节点，集电极连接于第四开关管；所述第五开关管的发射极连接于第六开关管，集电极连接于第一节点；所述第七开关管的发射极连接于第四节点，集电极连接于第五节点；所述第八开关管的集电极连接于第四节点，发射极连接于第六节点。这六个IGBT管的基极均连接控制信号。