[發明專利]一種單相五電平逆變器及其控制方法

在審

• 申請號: 201811043932.9
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109067225A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 馬明;徐柏榆;雷二濤;王玲
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M1/12;H02J3/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明提供了一種單相五電平逆變器及其控制方法，該逆變器包括：第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第一電容、第二電容和二極管；本發明提供的逆變器結構簡單，直流側電壓幅值要求更低，且無需隔離變壓器就可較小輸出共模干擾噪聲。如果該逆變器與電網連接實現并網工作模式，則將直流側的負端與電網中點相連接，可消除共模噪聲，交流輸出側電壓最高可達到直流側電壓的四倍。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種單相五電平逆變器及其控制方法。

背景技術

單相逆變器多用于單相交流負載供電，也可用于新能源或者儲能并網系統的應用場合。通常為了抑制共模噪聲，需要在逆變器的電路中增加隔離變壓器環節，不僅增加了設備重量，而且增加了設備成本。

發明內容

本發明實施例提供了一種單相五電平逆變器及其控制方法，其直流側電壓幅值要求更低，且無需隔離變壓器就可較小輸出共模干擾噪聲。

根據本發明的一個方面，提供一種單相五電平逆變器，包括：第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第一電容、第二電容和二極管；

所述二極管的正極連接直流電源的正端，所述二極管的負極連接所述第一開關管的第一端，所述第一開關管的第二端連接第一節點；

所述第二開關管的第一端與所述第三開關管的第一端連接，所述第二開關管的第二端連接第二節點，所述第三開關管的第二端連接直流電源的負端；

所述第四開關管的第一端連接所述第一節點，所述第四開關管的第二端連接第三節點；

所述第五開關管的第一端連接所述第三節點，所述第五開關管的第二端連接第四節點；

所述第一電容的第一端連接所述第一節點，所述第一電容的第二端連接所述第四節點；

所述第二電容的第一端連接所述第三節點，所述第二電容的第二端連接第五節點；

所述第六開關管的第一端連接所述第四節點，所述第六開關管的第二端連接所述第五節點；

所述第七開關管的第一端連接所述第二節點，所述第七開關管的第二端連接所述第五節點；

所述第八開關管的第二端連接所述第五節點，所述第八開關管的第一端為所述單相五電平逆變器的負電壓輸出端，所述第二節點為所述單相五電平逆變器的正電壓輸出端，所述第三開關管的第二端和所述第八開關管的第一端連接。

優選地，本發明提供的一種單相五電平逆變器還包括：電感；

所述第二節點連接所述電感的第一端，所述電感的第二端為所述單相五電平逆變器的正電壓輸出端。

優選地，所述第一開關管、所述第二開關管、所述第三開關管、所述第四開關管、所述第五開關管、所述第六開關管、所述第七開關管和所述第八開關管均為IGBT或MOSFET。

優選地，所述二極管為碳化硅二極管或者快恢復二極管。

根據本發明的另一方面，提供一種單相五電平逆變器的控制方法，應用于如以上所述的單相五電平逆變器，包括：

當處于工作模式一時，控制第一開關管、第四開關管、第六開關管、第七開關管和第八開關管開通，控制第二開關管、第三開關管和第五開關管斷開，使得所述單相五電平逆變器的輸出電壓為零；

當處于工作模式二時，控制第一開關管、第二開關管、第四開關管、第六開關管和第八開關管開通，控制第三開關管、第五開關管和第七開關管斷開，使得所述單相五電平逆變器的輸出電壓等于所述直流電源的電壓；