[发明专利]一种单相五电平逆变器及其控制方法

说明书

本发明提供了一种单相五电平逆变器及其控制方法，该逆变器包括：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、第一电容、第二电容和二极管；本发明提供的逆变器结构简单，直流侧电压幅值要求更低，且无需隔离变压器就可较小输出共模干扰噪声。如果该逆变器与电网连接实现并网工作模式，则将直流侧的负端与电网中点相连接，可消除共模噪声，交流输出侧电压最高可达到直流侧电压的四倍。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种单相五电平逆变器及其控制方法。

背景技术

单相逆变器多用于单相交流负载供电，也可用于新能源或者储能并网系统的应用场合。通常为了抑制共模噪声，需要在逆变器的电路中增加隔离变压器环节，不仅增加了设备重量，而且增加了设备成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种单相五电平逆变器及其控制方法，其直流侧电压幅值要求更低，且无需隔离变压器就可较小输出共模干扰噪声。

根据本发明的一个方面，提供一种单相五电平逆变器，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、第一电容、第二电容和二极管；

所述二极管的正极连接直流电源的正端，所述二极管的负极连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端连接第一节点；

所述第二开关管的第一端与所述第三开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端连接第二节点，所述第三开关管的第二端连接直流电源的负端；

所述第四开关管的第一端连接所述第一节点，所述第四开关管的第二端连接第三节点；

所述第五开关管的第一端连接所述第三节点，所述第五开关管的第二端连接第四节点；

所述第一电容的第一端连接所述第一节点，所述第一电容的第二端连接所述第四节点；

所述第二电容的第一端连接所述第三节点，所述第二电容的第二端连接第五节点；

所述第六开关管的第一端连接所述第四节点，所述第六开关管的第二端连接所述第五节点；

所述第七开关管的第一端连接所述第二节点，所述第七开关管的第二端连接所述第五节点；

所述第八开关管的第二端连接所述第五节点，所述第八开关管的第一端为所述单相五电平逆变器的负电压输出端，所述第二节点为所述单相五电平逆变器的正电压输出端，所述第三开关管的第二端和所述第八开关管的第一端连接。

优选地，本发明提供的一种单相五电平逆变器还包括：电感；

所述第二节点连接所述电感的第一端，所述电感的第二端为所述单相五电平逆变器的正电压输出端。

优选地，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管均为IGBT或MOSFET。

优选地，所述二极管为碳化硅二极管或者快恢复二极管。

根据本发明的另一方面，提供一种单相五电平逆变器的控制方法，应用于如以上所述的单相五电平逆变器，包括：

当处于工作模式一时，控制第一开关管、第四开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管开通，控制第二开关管、第三开关管和第五开关管断开，使得所述单相五电平逆变器的输出电压为零；

当处于工作模式二时，控制第一开关管、第二开关管、第四开关管、第六开关管和第八开关管开通，控制第三开关管、第五开关管和第七开关管断开，使得所述单相五电平逆变器的输出电压等于所述直流电源的电压；