專利名稱：一種七電平逆變拓撲單元及七電平逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及電カ電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種七電平逆變拓撲単元及七電平逆變
器。
背景技術(shù)：
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ニ極管箝位型。下面對ニ極管箝位型五電平逆變器予以介紹。參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中提供的ニ極管箝位型的五電平逆變器拓撲圖。圖I所示的是半橋五電平逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)。ニ極管用于為各個開關(guān)管進行電壓箝位。例如，第一ニ極管DBl用于將開關(guān)管Tl下端的電位箝位于第一電容Cl的下端；第ニニ極管DB2用于將開關(guān)管T5下端的電位箝位于第一電容Cl的下端。其他ニ極管DB3、DB4、DB5和DB6類似，在此不再贅述。由于箝位ニ極管需要阻斷多倍電平電壓，通常需要多個相同標稱值的ニ極管串聯(lián)，這些ニ極管串聯(lián)起來共同承受圖I中的ニ極管DB2承受的電壓。由于ニ極管的分散性以及雜散參數(shù)的影響，標稱值相同的ニ極管所能承受的壓力也有所差別，這樣串聯(lián)起來可能引起有的ニ極管兩端過電壓。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(tǒng)體積龐大，成本増加，且損耗較多，效率較低。同吋，由于現(xiàn)有五電平逆變器的直流電由五個電平提供不同電壓，由此使得電流轉(zhuǎn)換精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種七電平逆變拓撲単元及七電平逆變器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中逆變器系統(tǒng)體積龐大，成本増加，且損耗較多，效率較低、電流轉(zhuǎn)換精度較低，同吋，由于現(xiàn)有五電平逆變器的直流電由五個電平提供不同電壓，由此使得電流轉(zhuǎn)換精度較低的技術(shù)問題。本申請?zhí)峁┝艘环N七電平逆變拓撲単元，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2、開關(guān)管TA3、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB3、ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管DA1、ニ極管DA2、ニ極管DBl和ニ極管DB2 ；每個開關(guān)管反向并聯(lián)ー個ニ極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯(lián)的ニ極管DA1、開關(guān)管TA1、開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TBl和ニ極管DBl與該拓撲単元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲単元的第三直流輸入端M3通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA2、ニ極管DA2、ニ極管DB2和開關(guān)管TB2與該拓撲単元的第四直流輸入端M4相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3與該拓撲単元的第六直流輸入端M6相連；開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2的連接線、ニ極管DA2和ニ極管DB2的連接線與開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3的連接線相連；開關(guān)管T2和開關(guān)管TB I的連接線通過依次串聯(lián)的ニ極管D2和ニ極管Dl與開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl的連接線相連；ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第七直流輸入端M7相連；開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2的連接線與該拓撲単元的第一交流輸出端相連，ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第二交流輸出端相連。本申請還提供了一種七電平逆變拓撲単元，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2、開關(guān)管TA3、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB3、ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管DA1、ニ極管DA2、ニ極管DBl和ニ極管DB2 ；每個開關(guān)管反向并聯(lián)ー個ニ極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA1、開關(guān)管Tl、ニ極管DA1、ニ極管DB1、開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl與該拓撲単元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲単元的第三直流輸入端M3通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA2、ニ極管DA2、ニ極管DB2和開關(guān)管TB2與該拓撲単元的第四直流輸入端M4相連；該拓撲単元的第五直流輸入端M5通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3與該拓撲單元的第六直流輸入端M6相連；ニ極管DAl和ニ極管DBl的連接線、ニ極管DA2和ニ極管DB2的連接線與開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3的連接線相連；開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl的連接線通過依次串聯(lián)的ニ極管D2和ニ極管Dl與開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl的連接線相連；ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第七直流輸入端M7相連；ニ極管DAl和ニ極管DBl的連接線與該拓撲単元的第一交流輸出端相連，ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第二交流輸出端相連。本申請還提供了一種七電平逆變器，包括ー個如上述的拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，第三直流正電平PV3+與第五直流輸入端M5相連，直流零電平PVO與第七直流輸入端M7相連，第一直流負電平PVl-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，第三直流負電平PV3-與第六直流輸入端M6相連；第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-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(lián)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；第三直流正電平PV3+和第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第三直流負電平PV3-和第六直流輸入端M6的連接線相連；電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第七直流輸入端M7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，拓撲単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七電平逆變器，包括兩個上述拓撲單元第一拓撲單元和第ニ拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第二直流輸入端M2相連； 第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl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PVl-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(lián)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；第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連；電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連,并與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第七直流輸入端M7相連；第一拓撲單元和第二拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端和第二交流輸出端相連。本申請還提供了一種七電平逆變器，包括三個上述拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PVl-的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三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、第二拓撲單元和第三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、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三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；第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元、第二拓撲單元 或第三拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；
直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連；電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第七直流輸入端M7相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的三個交流輸出端相連。本申請還提供了一種七電平逆變器，包括四個上述拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PVl-的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単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、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単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、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四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；第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連； 電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第七直流輸入端M7相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第 一交流輸出端、第二交流輸出端、第三交流輸出端和第四交流輸出端相連。由上述可知，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋯卧ò藗€反向并聯(lián)ニ極管的開關(guān)管和六個與開關(guān)管串聯(lián)的ニ極管，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分ニ極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本増加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋮g元在實現(xiàn)單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。同時，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鞯闹绷麟娪善邆€電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。當然，實施本申請的任ー產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。


為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的ー些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中二極管箝位型五電平逆變器拓撲圖；圖2為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變拓撲單元實施例一的拓撲圖；圖3為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ的拓撲圖；圖4為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ的另一拓撲圖；圖5為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ的另一拓撲圖；圖6為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ的另一拓撲圖；圖7為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第一工作模態(tài)的拓撲圖；圖8為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第二工作模態(tài)的拓撲圖；圖9為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第三工作模態(tài)的拓撲圖；圖10為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第四工作模態(tài)的拓撲圖；圖11為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第五工作模態(tài)的拓撲圖；圖12為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第六工作模態(tài)的拓撲圖；圖13為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第七工作模態(tài)的拓撲圖；圖14為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第八工作模態(tài)的拓撲圖；圖15為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第九工作模態(tài)的拓撲圖；圖16為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ處于第十工作模態(tài)的拓撲圖；圖17為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變拓撲單元實施例三的拓撲圖；圖18為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例四的拓撲圖；圖19為本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變拓撲單元實施例一的等效圖；圖20為本申請通過的一種七電平逆變器實施例五的拓撲圖；圖21為本申請通過的一種七電平逆變器實施例五的另一拓撲圖；圖22為本申請通過的一種七電平逆變器實施例六的拓撲圖；圖23為本申請通過的一種七電平逆變器實施例六的另一拓撲圖24為本申請通過的一種七電平逆變器實施例六的另一拓撲圖；圖25為本申請通過的一種七電平逆變器實施例七的拓撲圖；圖26為本申請通過的一種七電平逆變器實施例七的另一拓撲圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。參考圖2，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變拓撲單元實施例一的拓撲圖，所述七電平逆變拓撲単元包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TAl、開關(guān)管TA2、開關(guān)管TA3、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB3、ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管DA1、ニ極管DA2、ニ極管DBl和ニ極管DB2 ；每個開關(guān)管反向并聯(lián)ー個ニ極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯(lián)的ニ極管DA1、開關(guān)管TA1、開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TBl和ニ極管DBl與該拓撲単元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲単元的第三直流輸入端M3通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA2、ニ極管DA2、ニ極管DB2和開關(guān)管TB2與該拓撲単元的第四直流輸入端M4相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3與該拓撲単元的第六直流輸入端M6相連；開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2的連接線、ニ極管DA2和ニ極管DB2的連接線與開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3的連接線相連；開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl的連接線通過依次串聯(lián)的ニ極管D2和ニ極管Dl與開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl的連接線相連；ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲單兀的第七直流輸入端M7相連；開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2的連接線與該拓撲単元的第一交流輸出端相連，ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第二交流輸出端相連。其中，以上拓撲單元的上述開關(guān)管可以為IGBT管、MOSFET管、IGCT管、或IEGT管?？梢岳斫獾氖?，以上開關(guān)管也可以選擇其他類型的開關(guān)管。以上與開關(guān)管反向并聯(lián)的ニ極管可以為獨立的ニ極管，也可以是與開關(guān)管封裝集成在一起的ニ極管。其中，本申請實施例一中，開關(guān)管TAl和ニ極管DAl的連接順序、開關(guān)管TA2和ニ極管DA2的連接順序、開關(guān)管TB2和ニ極管DB2的連接順序、開關(guān)管TBl和ニ極管DBl的連接順序均可以調(diào)換，上述基于串聯(lián)原理的元器件之間的連接順序的改變均未脫離本發(fā)明的發(fā)明思想，屬于本發(fā)明的保護范圍。參考圖3，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例ニ的拓撲圖，基于本申請實施例一，本申請實施例ニ包括一個如實施例一所述的拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，第三直流正電平PV3+與第五直流輸入端M5相連，直流零電平PVO與第七直流輸入端M7相連，第一直流負電平PVl-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，第三直流負電平PV3-與第六直流輸入端M6相連；第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-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(lián)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；第三直流正電平PV3+和第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第三直流負電平PV3-和第六直流輸入端M6的連接線相連；電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第七直流輸入端M7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，拓撲単元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。
其中，如圖4所示，上述七個電平可以通過兩個直流電源PVM和PVN加上四個DC/DC升壓電路獲得，具體的，兩個直流電源PVM和PVN正負對接，生成第一直流正電平PV1+、第一直流負電平PVl-和直流零電平PVO，兩個直流電源PVM和PVN各連接ー個DC/DC升壓電路SI和S2，生成第二直流正電平PV2+和第二直流負電平PV2-，兩個DC/DC升壓電路SI和S2各連接ー個DC/DC升壓電路S3和S4，生成第三直流正電平PV3+和第三直流負電平PV3-o參考圖5,其示出了本申請實施例ニ的另ー種結(jié)構(gòu)示意圖,具有上述如圖4所示的實施例，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鬟€包括電感L501和電容C501，其中；所述拓撲單元的第一交流輸出端通過依次串聯(lián)的電感L501和電容C501與該拓撲単元中二極管D2和ニ極管Dl的連接線相連；電感L501和電容C501的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連。上述如圖4所示的七電平還可以通過如圖6所述的方式獲得，直流電源PVS產(chǎn)生第一直流正電平PVl+和第一直流負電平PV1-，通過電容CAl和電容CBl的分壓作用產(chǎn)生直流零電平PVO，直流電源PVS兩端各連接ー個DC/DC升壓電路Hl和H2，生成第二直流正電平PV2+和第二直流負電平PV2-，兩個DC/DC升壓電路Hl和H2各連接ー個DC/DC升壓電路H3和H4，生成第三直流正電平PV3+和第三直流負電平PV3-。由上述可知，本申請通過增加電感和電容實現(xiàn)本申請實施例ニ的實際應用，減少本申請實施例ニ的輸出電流的諧波，提高本申請實施例ニ在進行電流轉(zhuǎn)換時的準確性。其中，圖5所示的七電平逆變器與電感和電容形成的濾波模塊的連接結(jié)構(gòu)與如圖6所示的七電平逆變器與電感和電容形成的濾波模塊的連接結(jié)構(gòu)類似，在此不再贅述。由上述可知，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分ニ極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本増加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├耍幢旧暾垖嵤├辉趯崿F(xiàn)單相時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。同時，本申請實施例ニ的直流電由七個電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。其中，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├嗽趯崿F(xiàn)直流電和交流電的轉(zhuǎn)換時，包括十個工作模態(tài)，下面結(jié)合附圖來對圖5中所示的七電平逆變器的十個工作模態(tài)進行詳細分析。其中，ニ極管DA3與開關(guān)管TA3反向并聯(lián)，ニ極管DB3與開關(guān)管TB3反向并聯(lián)。本申請實施例ニ的工作模態(tài)形成可以通過時序控制實現(xiàn)。
參考圖7，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡谝还ぷ髂B(tài)的拓撲圖，第一工作模態(tài)開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗 實線示出。電流路徑為DI-T1-L50I-Vg-DI。參考圖8，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说诙ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第二工作模態(tài)開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PVI+-DAI-TA I-TI-L501-Ve-PVO。參考圖9，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡谌ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第三工作模態(tài)開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PV2+-TA2-DA2-L50I-Vg-PVO。其中，所述第三工作模態(tài)還可以為開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管均截止。例如開關(guān)管TA2和開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA2和開關(guān)管TAl導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA2、開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止，即在第二工作模態(tài)結(jié)束后，對在第二工作模態(tài)時導通的開關(guān)管可以選擇不予以關(guān)閉，或部分開關(guān)管選擇予以關(guān)閉，此時第三工作模態(tài)與只有開關(guān)管TA2導通的電流路徑一致，由此可以減少開關(guān)管在導通與閉合之間操作時的損耗。參考圖10，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡谒墓ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第四工作模態(tài)開關(guān)管TA3導通，其余開關(guān)管截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PV3+-TA3-L50I-Vg-PVO。其中，所述第四工作模態(tài)還可以為開關(guān)管TA2、開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TA3導通，其余開關(guān)管均截止。例如開關(guān)管TA3和開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA3、開關(guān)管TA2和開關(guān)管TAl導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA3、開關(guān)管Tl和開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA3、開關(guān)管Tl、開關(guān)管TAl和開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA3、開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止等，即在第三工作模態(tài)結(jié)束后，對在第三工作模態(tài)時導通的開關(guān)管可以選擇不予以關(guān)閉，或部分開關(guān)管選擇予以關(guān)閉，此時，第四工作模態(tài)與只有開關(guān)管TA3導通的電流路徑一致，由此可以減少開關(guān)管在導通與碧海之間操作時的損耗。參考圖11，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡谖骞ぷ髂B(tài)的拓撲圖，第五工作模態(tài)開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為T2-D2-Ve-L501-T2。參考圖12，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说诹ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第六工作模態(tài)開關(guān)管TBl和開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PV0-VG-L501-T2-TBI-DBI-PVl-。參考圖13，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡谄吖ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第七工作模態(tài)開關(guān)管TB2導通，其余開關(guān)管截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為=PVO-Vg-LSO I-DB2-TB2-PV2-。其中，所述第七工作模態(tài)還可以為開關(guān)管TBl和開關(guān)管T2中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TB2導通，其余開關(guān)管均截止。例如開關(guān)管TB2和開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TB2 、開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TB2和開關(guān)管TBl導通，其余開關(guān)管均截止，即在第六工作模態(tài)結(jié)束后，對在第六工作模態(tài)時導通的開關(guān)管可以選擇不予以關(guān)閉，或部分開關(guān)管選擇予以關(guān)閉，此時第七工作模態(tài)與只有開關(guān)管TB2導通的電流路徑一致，由此可以減少開關(guān)管在導通與閉合之間操作時的損耗。參考圖14，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡诎斯ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第八工作模態(tài)開關(guān)管TB3導通，其余開關(guān)管截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為PV0-Vg-L501-TB3-PV3-。其中，所述第八工作模態(tài)還可以為開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB I和開關(guān)管T2中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TB3導通，其余開關(guān)管均截止。例如開關(guān)管TB3和開關(guān)管TB2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TB3、開關(guān)管TBl和開關(guān)管TB2導通，其余開關(guān)管均截止；開關(guān)管TB3、開關(guān)管TB2和開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TB3、開關(guān)管T2、開關(guān)管TBl和開關(guān)管TB2均截止，其余開關(guān)管均截止等，即在第七工作模態(tài)結(jié)束后，對在第七工作模態(tài)時導通的開關(guān)管可以選擇不予以關(guān)閉，或部分開關(guān)管選擇予以關(guān)閉，此時，第八エ作模態(tài)與只有開關(guān)管TA3導通的電流路徑一致，由此可以減少開關(guān)管在導通與碧海之間操作時的損耗。參考圖15，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说诰殴ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第九工作模態(tài)開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為CA3-Vg-L501-DA3-CA3。其中，第九工作模態(tài)還可以為開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2和開關(guān)管TA3中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止，例如開關(guān)管Tl導通、開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl導通、開關(guān)管TA2和開關(guān)管TAl及開關(guān)管Tl導通或開關(guān)管TA3和開關(guān)管TA2及開關(guān)管TAl以及開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止等。即在第九工作模態(tài)開始之前導通的開關(guān)管可以選擇不予以關(guān)閉，此時，第九工作模態(tài)與只有開關(guān)管Tl導通的電流路徑一致，由此可以減少開關(guān)管在導通與閉合之間操作時的損耗。參考圖16，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├说牡谑ぷ髂B(tài)的拓撲圖。第十工作模態(tài)開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導通的路徑在圖中以細實線示出，導通的路徑以粗實線示出。電流路徑為CB3-DB3-L501-Vg-CB3。其中，所述第十工作模態(tài)還可以為開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2和開關(guān)管TB3中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止。例如開關(guān)管T2導通、開關(guān)管TBl和開關(guān)管T2導通、開關(guān)管TB2和開關(guān)管TBl及開關(guān)管T2導通或開關(guān)管TB3和開關(guān)管TB2及開關(guān)管TBl以及開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止等。即即在第十工作模態(tài)開始之前導通的開關(guān)管可以選擇不予以關(guān)閉，此時，第十工作模態(tài)與只有開關(guān)管Tl導通的電流路徑ー致，由此可以減少開關(guān)管在導通與閉合之間操作時的損耗。
有上述可知，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鲗嵤├瞬捎闷唠娖郊夹g(shù)擬合正弦波的思路，相對于現(xiàn)有技術(shù)來說共模電壓小，紋波損耗較低，轉(zhuǎn)換效率較高。其中，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋯卧獙嵤├辉趯崿F(xiàn)直流電與交流電的轉(zhuǎn)換時的十個工作模態(tài)，與本申請實施例ニ中圖7至圖16所示的工作模態(tài)類似，在此不再贅述。參考圖17，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變拓撲單元實施例三的拓撲圖，所述七電平逆變拓撲単元包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2、開關(guān)管TA3、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB3、ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管DA1、ニ極管DA2、ニ極管DBl和ニ極管DB2 ；每個開關(guān)管反向并聯(lián)ー個ニ極管；該拓撲單元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA1、開關(guān)管Tl、ニ極管DA1、ニ極管DB1、開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl與該拓撲単元的第二直流輸入端M2相連；該拓撲単元的第三直流輸入端M3通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA2、ニ極管DA2、ニ極管DB2和開關(guān)管TB2與該拓撲単元的第四直流輸入端M4相連；該拓撲單元的第五直流輸入端M5通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3與該拓撲単元的第六直流輸入端M6相連；ニ極管DAl和ニ極管DBl的連接線、ニ極管DA2和ニ極管DB2的連接線與開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3的連接線相連；開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl的連接線通過依次串聯(lián)的ニ極管D2和ニ極管Dl與開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl的連接線相連；ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第七直流輸入端M7相連；ニ極管DAl和ニ極管DBl的連接線與該拓撲単元的第一交流輸出端相連，ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第二交流輸出端相連。其中，以上拓撲單元的上述開關(guān)管可以為IGBT管、MOSFET管、IGCT管、或IEGT管。可以理解的是，以上開關(guān)管也可以選擇其他類型的開關(guān)管。以上與開關(guān)管反向并聯(lián)的ニ極管可以為獨立的ニ極管，也可以是與開關(guān)管封裝集成在一起的ニ極管。其中，本申請實施例一中，開關(guān)管Tl和ニ極管DAl的連接順序、開關(guān)管TA2和ニ極管DA2的連接順序、開關(guān)管TB2和ニ極管DB2的連接順序、開關(guān)管T2和ニ極管DBl的連接順序均可以調(diào)換，上述基于串聯(lián)原理的元器件之間的連接順序的改變均未脫離本發(fā)明的發(fā)明思想，屬于本發(fā)明的保護范圍。由上述可知，相對應現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分ニ極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本増加、損耗較多以及效率較低的問題，基于本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋯卧獙嵤├奈咫娖侥孀兤髟趯崿F(xiàn)單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。同時，本申請實施例ニ的直流電由七個電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。參考圖18，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例四的拓撲圖，基于本申請實施例三，本申請實施例四包括一個如實施例三所述的拓撲單元，與本申請實施例ニ的連接拓撲類似，請參閱附圖3，在此不再闡述。
其中，本申請實施例四在實現(xiàn)七個直流電平接入的拓撲圖與本申請實施例ニ實現(xiàn)七個電平接入的拓撲圖類似，請參閱附圖4和附圖6，在此不再闡述；本申請實施例四在實現(xiàn)與電感和電容形成的濾波模塊的連接時，與本申請實施例ニ實現(xiàn)與所述濾波模塊的連接拓撲類似，請參考圖5，在此不再闡述；本申請實施例四在實現(xiàn)直流電與交流電轉(zhuǎn)換的工作模態(tài)與本申請實施例ニ實現(xiàn)直流電與交流電轉(zhuǎn)換的工作模態(tài)類似，請參閱附圖7至附圖16，在此不再闡述。參考圖19，其示出了本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋯卧獙嵤├坏刃D。在所述等效圖中，將所述七電平逆變拓撲單元實施例一的第一交流輸出端定義為拓撲單元的AC引出端。其中，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋯卧獙嵤├牡刃D與附圖19中所示類似，在此不再闡述。參考圖20，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例五的拓撲圖，基于上述本申請實施例一或本申請實施例三，本申請實施例五包括兩個如圖19所示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PVl+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl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PVl-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(lián)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；第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連；電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第七直流輸入端M7相連；第一拓撲單元和第二拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端和第二交流輸出端相連。其中，參考圖21，其示出了本申請實施例五的另一拓撲圖，基于上述如圖20所述的實施例，所述七電平逆變器還包括第一電感L2101、第二電感L2102和電容C2101，其中第一拓撲單兀的AC引出端通過依次串聯(lián)的第一電感L2101、電容C2101和第二電感L2102與第二拓撲單元的AC引出端相連；第ー電感L2101和電容C2101的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，電容C2101和第二電感L2102的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連。、
有上述可知，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分ニ極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本増加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋮g元在實現(xiàn)兩相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。同時，本申請實施例五的直流電由七個電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。參考圖22，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例六的拓撲圖，基于上述本申請實施例一或本申請實施例ニ，本申請實施例六包括ニ個如圖19的拓撲單兀第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PVl-的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三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、第二拓撲單元和第三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、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三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；第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連；電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第七直流輸入端M7相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的三個交流輸出端相連。其中，參考圖23，其示出了本申請實施例六的另一拓撲圖，基于上述如圖22所述的實施例，所述七電平逆變器還包括第一電感L2301、第二電感L2302、第三電感L2303、第ー電容C2301、第二電容C2302和第三電容C2303，其中第一拓撲單兀的AC引出端通過依次串聯(lián)的第一電感L2301、第一電容C2301、第二電容C2302和第二電感L2302與第二拓撲單元的AC引出端相連；第三拓撲單元的AC引出端通過依次串聯(lián)的第三電感L2303和第三電容C2303與第一電容C2301和第一電容C2302 的連接線相連；第一電感L2301和第一電容C2301的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二電容C2302和第二電感L2302的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三電感L2303和第三電容C2303的連接線與該逆變器的第三交流輸出端相連。有上述可知，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分ニ極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本増加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋮g元在實現(xiàn)三相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。同時，本申請實施例六的直流電由七個電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。需要說明的是，上述七電平逆變器實施例六為三相三線制(三橋臂)七電平逆變器。參考圖24，其示出了本申請實施例六的另ー種拓撲圖，基于上述如圖23所述的實施例，其中第一電容C2301、第二電容C2302和第三電容C2303的連接線與直流零電平PVO相 連。需要說明的是，如圖24所示的七電平逆變器為三相四線制(三橋臂)七電平逆變器。參考圖25，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N七電平逆變器實施例七的拓撲圖，基于上述本申請實施例一或本申請實施例三，本申請實施例七包括四個如圖19的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元；第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PVl-的連接線相連；第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単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、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単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、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四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；第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲単元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連； 電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第七直流輸入端M7相連；第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端、第三交流輸出端和第四交流輸出端相連。其中，參考圖26，其示出了本申請實施例七的另一拓撲圖，基于上述如圖25所述的實施例，所述七電平逆變器還包括第一電感L2601、第二電感L2602、第三電感L2603、第ー電容C2601、第二電容C2602和第三電容C2603，其中第二拓撲單元的AC引出端通過依次串聯(lián)的第一電感L2601、第一電容C2601、第二電容C2602和第二電感L2602與第三拓撲單元的AC引出端相連；第四拓撲單元的AC引出端通過依次串聯(lián)的第三電感L2603和第三電容C2603與第一電容C2601和第二電容C2602的連接線相連；第一電容C2601、第二電容C2602和第三電容C2603的連接線與第一拓撲單元的AC引出端相連；電感第一 L2601和第一電容C2601的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二電容C2602和第二電感L2602的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三電感L2603和第三電容C2603的連接線與該逆變器的第三交流輸出端相連。有上述可知，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分ニ極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本増加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋮g元在實現(xiàn)四相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。需要說明的是，上述七電平逆變器實施例七為三相四線制(四橋臂)七電平逆變器。同時，本申請實施例七的直流電由七個電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另ー個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或
者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括ー個......”限定的要素，
并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上對本申請所提供的一種七電平逆變拓撲単元及七電平逆變器進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本 申請的限制。
權(quán)利要求
1.一種七電平逆變拓撲単元，其特征在于，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2、開關(guān)管TA3、開關(guān)管TB I、開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB3、ニ極管DI、ニ極管D2、ニ極管DAl、ニ極管DA2、ニ極管DBl和ニ極管DB2 ； 每個開關(guān)管反向并聯(lián)ー個ニ極管； 該拓撲単元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯(lián)的ニ極管DA1、開關(guān)管TA1、開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TBl和ニ極管DBl與該拓撲単元的第二直流輸入端M2相連； 該拓撲単元的第三直流輸入端M3通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA2、ニ極管DA2、ニ極管DB2和開關(guān)管TB2與該拓撲単元的第四直流輸入端M4相連； 該拓撲単元的第五直流輸入端M5通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3與該拓撲単元的第六直流輸入端M6相連； 開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2的連接線、ニ極管DA2和ニ極管DB2的連接線與開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3的連接線相連； 開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl的連接線通過依次串聯(lián)的ニ極管D2和ニ極管Dl與開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl的連接線相連； ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第七直流輸入端M7相連； 開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2的連接線與該拓撲単元的第一交流輸出端相連，ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第二交流輸出端相連。
2.一種七電平逆變拓撲単元，其特征在于，包括開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2、開關(guān)管TA3、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、開關(guān)管TB3、ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管DA1、ニ極管DA2、ニ極管DBl和ニ極管DB2 ； 每個開關(guān)管反向并聯(lián)ー個ニ極管； 該拓撲単元的第一直流輸入端Ml通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA1、開關(guān)管Tl、ニ極管DA1、ニ極管DBl、開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl與該拓撲単元的第二直流輸入端M2相連； 該拓撲単元的第三直流輸入端M3通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA2、ニ極管DA2、ニ極管DB2和開關(guān)管TB2與該拓撲単元的第四直流輸入端M4相連； 該拓撲単元的第五直流輸入端M5通過依次串聯(lián)的開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3與該拓撲単元的第六直流輸入端M6相連； ニ極管DAl和ニ極管DBl的連接線、ニ極管DA2和ニ極管DB2的連接線與開關(guān)管TA3和開關(guān)管TB3的連接線相連； 開關(guān)管T2和開關(guān)管TBl的連接線通過依次串聯(lián)的ニ極管D2和ニ極管Dl與開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl的連接線相連； ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第七直流輸入端M7相連； ニ極管DAl和ニ極管DBl的連接線與該拓撲単元的第一交流輸出端相連，ニ極管D2和ニ極管Dl的連接線與該拓撲単元的第二交流輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的七電平逆變拓撲単元，其特征在干，該七電平逆變拓撲單元對應的十個工作模態(tài)分別為 第一工作模態(tài)開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止； 第二工作模態(tài)開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止； 第三工作模態(tài)開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TA2導通，其余開關(guān)管均截止； 第四工作模態(tài)開關(guān)管TA3導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA2、開關(guān)管TAl和開關(guān)管Tl中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TA3導通，其余開關(guān)管均截止； 第五工作模態(tài)開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止； 第六工作模態(tài)開關(guān)管TB I和開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止； 第七工作模態(tài)開關(guān)管TB2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TBl和開關(guān)管T2中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TB2導通，其余開關(guān)管均截止； 第八工作模態(tài)開關(guān)管TB3導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TB2、開關(guān)管TBl和開關(guān)管T2中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管TB3導通，其余開關(guān)管均截止； 第九工作模態(tài)開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TA1、開關(guān)管TA2和開關(guān)管TA3中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管Tl導通，其余開關(guān)管均截止； 第十工作模態(tài)開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止；或開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2和開關(guān)管TB3中至少ー個開關(guān)管導通，且開關(guān)管T2導通，其余開關(guān)管均截止。
4.一種七電平逆變器，其特征在干，包括一個如權(quán)I、權(quán)2或權(quán)3所述的拓撲單元，其中 第一直流正電平PVl+與第一直流輸入端Ml相連，第二直流正電平PV2+與第三直流輸入端M3相連，第三直流正電平PV3+與第五直流輸入端M5相連，直流零電平PVO與第七直流輸入端M7相連，第一直流負電平PVl-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，第三直流負電平PV3-與第六直流輸入端M6相連； 第一直流正電平PVl+和第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一直流負電平PVl-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(lián)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； 第三直流正電平PV3+和第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第三直流負電平PV3-和第六直流輸入端M6的連接線相連； 電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第七直流輸入端M7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，拓撲単元的第二交流輸出端與該逆變器的第二交流輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的七電平逆變器，其特征在于，還包括電容和電感； 所述拓撲単元的第一交流輸出端通過依次串聯(lián)的電感和電容與該拓撲單元中二極管D2和ニ極管Dl的連接線相連； 電感和電容的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連。
6.一種七電平逆變器，其特征在于，包括兩個如權(quán)I、權(quán)2或權(quán)3所述的拓撲單元第一拓撲單元和第二拓撲單元，其中第一直流正電平PVl+與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第一直流輸入端Ml相連；第一直流負電平PVl-與第一拓撲單兀和第二拓撲單兀的各第二直流輸入端M2相連；第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl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PVl-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(lián)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； 第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連；第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連；第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元或第二拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線 通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連； 直流零電平PVO與第一拓撲單元和第二拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連； 電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元或第二拓撲單元的第七直流輸入端M7相連； 第一拓撲單元和第二拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端和第二交流輸出端相連。
7.—種七電平逆變器，其特征在于，包括三個如權(quán)I、權(quán)2或權(quán)3所述的拓撲單元 第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元； 第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連； 第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連； 第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PVl-的連接線相連； 第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三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、第二拓撲單元和第三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、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三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； 第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連； 第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連； 第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連；直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連； 電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元、第二拓撲單元或第三拓撲單元的第七直流輸入端M7相連； 第一拓撲單元、第二拓撲單元和第三拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的三個交流輸出端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的七電平逆變器，其特征在于，還包括第一電感、第二電感、第三電感、第一電容、第二電容和第三電容； 第一拓撲單元的第一交流輸出端通過依次串聯(lián)的第一電感、第一電容、第二電容和第ニ電感與第二拓撲單元的第一交流輸出端相連； 第三拓撲單元的第一交流輸出端通過依次串聯(lián)的第三電感和第三電容與第一電容和第二電容的連接線相連； 第一電感和第一電容的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二電感和第二電容的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三電感和第三電容的連接線與該逆變器的第三交流輸出端相連。
9.一種七電平逆變器，其特征在于，包括四個如權(quán)I、權(quán)2或權(quán)3所述的拓撲單元第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元； 第一直流正電平PVl+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第一直流輸入端Ml相連； 第一直流負電平PVl-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第二直流輸入端M2相連； 第一直流正電平PVl+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第一直流輸入端Ml的連接線通過依次串聯(lián)的電容CAl和電容CBl與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第二直流輸入端M2和第一直流負電平PVl-的連接線相連； 第二直流正電平PV2+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四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、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四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、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第三直流輸入端M3的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA2和電容CB2與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四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； 第三直流正電平PV3+與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第五直流輸入端M5相連； 第三直流負電平PV3-與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第六直流輸入端M6相連； 第三直流正電平PV3+和第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第五直流輸入端M5的連接線通過依次串聯(lián)的電容CA3和電容CB3與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第六直流輸入端M6和第三直流負電平PV3-的連接線相連； 直流零電平PVO與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元的各第七直流輸入端M7相連； 電容CAl和電容CBl的連接線、電容CA2和電容CB2的連接線與電容CA3和電容CB3的連接線相連，并與第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元或第四拓撲單元的第七直流輸入端M7相連； 第一拓撲單元、第二拓撲單元、第三拓撲單元和第四拓撲單元中的各第一交流輸出端分別與該逆變器的第一交流輸出端、第二交流輸出端、第三交流輸出端和第四交流輸出端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的七電平逆變器，其特征在于，還包括第一電感、第二電感、第三電感、第一電容、第二電容和第三電容； 第二拓撲單元的第一交流輸出端通過依次串聯(lián)的第一電感、第一電容、第二電容和第ニ電感與第三拓撲單元的第一交流輸出端相連； 第四拓撲單元的第一交流輸出端通過依次串聯(lián)的第三電感和第三電容與第一電容和第二電容的連接線相連； 第一拓撲單元的第一交流輸出端與第一電容和第二電容的連接線相連； 第一電感和第一電容的連接線與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二電感和第二電容的連接線與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三電感和第三電容的連接線與該逆變器的第三交流輸出端相連。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N七電平逆變拓撲單元及七電平逆變器，其中，所述七電平逆變拓撲單元包括八個反向并聯(lián)二極管的開關(guān)管和六個與開關(guān)管串聯(lián)的二極管，相對于現(xiàn)有技術(shù)中需要采用均壓措施和較大的RC吸收電路防止部分二極管兩端過壓而導致逆變器體積龐大、成本增加、損耗較多以及效率較低的問題，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兺負鋯卧趯崿F(xiàn)單相和多相應用時在保證為電流提供通路的同時，保證整個逆變器的半導體器件較少，體積較小，成本較低，同時損耗較小，效率較高。同時，本申請?zhí)峁┑钠唠娖侥孀兤鞯闹绷麟娪善邆€電平提供不同電壓，由此提高了電流轉(zhuǎn)換精度。
文檔編號H02M7/483GK102647102SQ201210108900
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者宋煬, 汪洪亮 申請人:陽光電源股份有限公司