[实用新型]一种五电平逆变器拓扑单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种五电平逆变器拓扑单元。

背景技术

在太阳能发电和风力发电等新能源领域，多电平逆变器因具有输出功率大、器件开关频率低、系统等效开关频率高、输出谐波小、动态响应快、传输频带宽、电磁兼容性好等特性越来越受到重视。目前研究的较多的多电平电路为二极管嵌位式多电平电路。其中二极管嵌位式三电平电路及五电平电路已成功运用于光伏逆变器和风机变流器领域。

现有技术中的五电平电路，有的电平没有无功通路。

现有技术中公开号CN102918759提供的逆变器拓扑中，高电平时候电流需要通过两个电子开关器件，存在两个开关器件同时动作瞬间，这样增加了逆变器的设计难度和损耗。公开号DE102006010694提供的逆变器拓扑中电平没有无功通路，在过零点附件以及无功工作状态时需要切换至高电平工作，增加系统的损耗同时也增加了逆变器的谐波含量。因此，本领域技术人员需要寻找一个五电平拓扑，既可以提供任意电平的无功通路，又不会增加电路中开关管及通态损耗，并且相对成本不会增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种五电平逆变器拓扑单元，能够为所有电平提供无功通路，并且不会增加电路中开关管以及通态损耗，也不会增加成本。

本实用新型提供一种五电平逆变器拓扑单元，包括：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；

所述第一开关管的第一端连接第一节点，所述第一开关管的第二端连接第六节点；

所述第二开关管的第一端连接所述第六节点，所述第二开关管的第二端连接第五节点；

所述第三开关管的第一端连接第二节点，所述第三开关管通过第五开关管连接所述第六节点；

所述第四开关管的第一端连接第四节点，所述第四开关管的第二端通过第六开关管连接所述第六节点；

所述第七开关管的第一端连接第六节点，所述第七开关管的第二端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第三节点；

所述第八开关管的第一端连接第三节点，所述第八开关管的第二端连接第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第六节点；

所述第二节点平分第一节点和第三节点之间的电压；所述第四节点平分第三节点和第五节点之间的电压；所述第三节点平分第一节点和第五节点之间的电压。

优选地，所述第一开关管和第五开关管的驱动信号逻辑互补；

所述第三开关管和第七开关管的驱动信号逻辑互补；

所述第八开关管和第四开关管的驱动信号逻辑互补；

所述第二开关管和第六开关管的驱动信号逻辑互补。

优选地，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、第七开关管和第八开关管均反并联一个二极管。

优选地，每个开关管反并联的二极管与开关管集成封装在一起。

优选地，所述开关管为MOS管、IGBT管、IGCT管或IEGT管。

优选地，该五电平拓扑单元包括五个工作模态，分别为：

第一工作模态：第一开关管导通，其他开关管均关断；

第二工作模态：第三开关管和第五开关管导通，其他开关管均关断；

第三工作模态：第七开关管和第八开关管导通，其他开关管均关断；

第四工作模态：第四开关管和第六开关管导通，其他开关管均关断；

第五工作模态：第二开关管导通，其他开关管均关断。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的五电平逆变器拓扑单元，在传统三电平逆变器拓扑单元的基础上，增加两个电平形成新型五电平逆变器拓扑单元。因此，本实用新型提供的逆变器拓扑单元可以增加系统相电压输出状态，降低系统的电流谐波含量，减小系统的滤波电感，提高系统的电压等级，提升系统的运行效率，降低系统的硬件成本。现有技术中公开号CN102918759提供的逆变器拓扑中，高电平时候电流需要通过两个电子开关器件，存在两个开关器件同时动作瞬间，这样增加了逆变器的设计难度和损耗。公开号DE102006010694提供的逆变器拓扑中电平没有无功通路，在过零点附件以及无功工作状态时需要切换至高电平工作，增加系统的损耗同时也增加了逆变器的谐波含量。

附图说明