[發明專利]一種五電平逆變拓撲單元及五電平逆變器

有效

• 申請號: 201210096363.0
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102624270A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 汪洪亮
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

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器及其應用電路。

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1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DB1用于將開關管T1下端的電位箝位于第一電容C1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C1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1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、電流轉換精度較低的技術問題。

本申請提供了一種五電平逆變拓撲單元，包括開關管T1、開關管TA1、開關管TA2、開關管T2、開關管TB?1、開關管TB2、二極管DA1、二極管DB1、二極管DF1和二極管DF2；

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M1通過依次串聯的開關管TA1、二極管DA1、二極管DB1和開關管TB1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、開關管T1、開關管T2和開關管TB2與該拓撲單元的第四直流輸入端M4相連；

二極管DA1和二極管DB1的連接線與開關管T1和開關管T2的連接線相連；

開關管T2和開關管TB2的連接線通過依次串聯的二極管DF2和二極管DF1與開關管TA2和開關管T1的連接線相連；

該拓撲單元的第五直流輸入端M5與二極管DF2和二極管DF1的連接線相連；

開關管T1和開關管T2的連接線與該拓撲單元的第一交流輸出端相連，二極管DF1和二極管DF2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，包括一個如上述的拓撲單元，其中：

第一直流正電平PV1+與第一直流輸入端M1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PV0與第五直流輸入端M5相連，第一直流負電平PV1-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PV1+和第一直流輸入端M1的連接線通過依次串聯的電容CA1和電容CB1與第一直流負電平PV1-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CA1和電容CB1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，包括兩個如上述的拓撲單元：第一拓撲單元和第二拓撲單元；

第一直流正電平PV1+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第一直流輸入端M1相連；

第一直流負電平PV1-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PV1+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端M1的連接線通過依次串聯的電容CA1和電容CB1與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PV1-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四直流輸入端M4和第二直流負電平PV2-的連接線相連；