專利名稱：一種四電平逆變拓?fù)鋯卧八碾娖侥孀兤鞯闹谱鞣椒?br>
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及電カ電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種四電平逆變拓?fù)鋮g元及四電平逆變器。
背景技術(shù)：
逆變器是將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷脑O(shè)備。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，逆變器也成為了人們應(yīng)急和外出的ー種重要設(shè)備。目前的逆變器多為ニ極管鉗位型逆變器或飛跨電容型逆變器。圖I和圖2分別示出了傳統(tǒng)四電平逆變器的部分結(jié)構(gòu)。其中，圖I為ニ極管鉗位型四電平逆變器的部分結(jié)構(gòu)，圖2為飛跨電容型四電平逆變器的部分結(jié)構(gòu)。在圖I所示逆變器結(jié)構(gòu)中，通過(guò)電容Cl、C2和C3產(chǎn)生四個(gè)不同電位的電信號(hào)，并且每個(gè)四電平拓?fù)鋯卧鶄€(gè)開關(guān)管和十個(gè)ニ極管；在圖2所示逆變器結(jié)構(gòu)中，每個(gè)四電平拓?fù)鋯卧鶄€(gè) 開關(guān)管和六個(gè)ニ極管，且逆變器中通過(guò)設(shè)置電容C1、C2、C3、C4、C5和C6來(lái)產(chǎn)生四個(gè)不同電位的電信號(hào)。由上述可知，傳統(tǒng)的ニ極管鉗位型四電平逆變器和飛跨電容型四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其應(yīng)用電路的成本，同時(shí)，増加了逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種四電平逆變拓?fù)鋮g元及四電平逆變器，用以解決現(xiàn)有的四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其引用電路的成本的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)避免了由于四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多導(dǎo)致増加逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度的技術(shù)問(wèn)題。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N四電平逆變拓?fù)鋮g元，包括第一支路、第二支路、開關(guān)管Tl、開關(guān)管T4 ；每個(gè)開關(guān)管反向并聯(lián)ー個(gè)ニ極管；該拓?fù)鋯卧牡谝恢绷鬏斎攵薓l通過(guò)依次串聯(lián)的第一支路和第二支路與該拓?fù)鋮g元的第二直流輸入端M2相連；該拓?fù)鋮g元的第三直流輸入端M3通過(guò)開關(guān)管Tl與第一支路和第二支路的連接線相連；第一支路和第二支路的連接線通過(guò)開關(guān)管T4與該拓?fù)鋮g元的第四直流輸入端M4相連；第一支路和第二支路的連接線與該拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C相連接；其中，所述第一支路包括串聯(lián)的ニ極管DFl和開關(guān)管T2，所述第二支路包括串聯(lián)的開關(guān)管T3和ニ極管DF2。上述四電平逆變拓?fù)鋮g元，優(yōu)選地，該四電平逆變拓?fù)鋮g元對(duì)應(yīng)的六個(gè)工作模態(tài)分別為第一工作模態(tài)開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止；第二工作模態(tài)開關(guān)管Tl導(dǎo)通，或者開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止;第三工作模態(tài)開關(guān)管T2導(dǎo)通，或者開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止;第四工作模態(tài)開關(guān)管T3導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止；第五工作模態(tài)開關(guān)管T4導(dǎo)通，或者開關(guān)管T3和開關(guān)管T4導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止;第六工作模態(tài)開關(guān)管T3導(dǎo)通，或者開關(guān)管T3和開關(guān)管T4導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止。
本申請(qǐng)還提供了ー種四電平逆變器，包括直流輸入單元和ー個(gè)如上述任意ー種所述的拓?fù)鋯卧?，其中所述直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與該逆變単元的第一直流輸入端Ml相連，所述直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與該逆變単元的第三直流輸入端M3相連，所述直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與該逆變単元的第二直流輸入端M2相連，所述直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與該逆變単元的第四直流輸入端M4相連；該逆變単元的交流輸出端AC與該逆變器的交流輸出端相連。本申請(qǐng)還提供了ー種四電平逆變器，包括直流輸入單元和兩個(gè)如上述任意ー種所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧?；直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連；直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連；直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連；直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連；第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第二交流輸出端相連。本申請(qǐng)還提供了ー種四電平逆變器，包括直流輸入單元和三個(gè)如上述任意ー種所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧⒌诙負(fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧?；直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯呜５母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連；直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連；直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連；直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連；第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第三交流輸出端相連。本申請(qǐng)還提供了ー種四電平逆變器，包括直流輸入單元和四個(gè)如上述任意ー種所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧⒌谌負(fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧?；直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧⒌谌負(fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連；
直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧?、第三拓?fù)鋮g元和第四拓?fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連；直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧?、第三拓?fù)鋮g元和第四拓?fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連；直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧⒌诙負(fù)鋯卧?、第三拓?fù)鋮g元和第四拓?fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連；第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第三交流輸出端相連，第四拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第四交流輸出端相連。 上述任意一種所述的四電平逆變器，優(yōu)選地，所述直流輸入單元包括電容CAl、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、ニ極管DBl和ニ極管DB2，其中直流電源的正端與電容CAl的第一端相連，直流電源的負(fù)端與電容CAl的第二端相連；電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI和開關(guān)管TBl與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連；電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管TB2和電感L2與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連；電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DBl和電容CA2與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連；電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和ニ極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連；ニ極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CAl的第一端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CAl的第二端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和ニ極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。上述任意一種所述的四電平逆變器，優(yōu)選地，所述直流輸入單元包括電容CA1、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、ニ極管DBl和ニ極管DB2，其中直流電源的正端與電容CAl的第一端相連，直流電源的負(fù)端與電容CAl的第二端相連；電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI和開關(guān)管TBl與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連；電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管TB2和電感L2與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連；電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DBl和電容CA2與電容CAl的第一端和直流電源的連接線相連；電容CAl的第二端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和ニ極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連；ニ極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CAl的第一端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CAl的第二端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容 CA3和ニ極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。上述任意一種所述的四電平逆變器，優(yōu)選地，所述直流輸入單元包括電容CB1、電容CB2、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、ニ極管DBl和ニ極管DB2，其中直流電源的正端通過(guò)依次串聯(lián)的電容CBl和電容CB2與直流電源的負(fù)端相連；電容CBl和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI、開關(guān)管TBl、開關(guān)管TB2和電感L2與電容CB2和直流電源的連接線相連；電容CBl和電容CB2的連接線與開關(guān)管TBl和開關(guān)管TB2的連接線相連；電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DBl和電容CA2與電容CBl和直流電源的連接線相連；電容CB2和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和ニ極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連；ニ極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CBl和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CB2和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和ニ極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。由上述可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋮g元包括四個(gè)反向井聯(lián)ニ極管的開關(guān)管和兩個(gè)ニ極管，相對(duì)于現(xiàn)有的四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其引用電路的成本，且由于四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多導(dǎo)致増加逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋮g元在實(shí)現(xiàn)單相和多相應(yīng)用時(shí)，在保證將直流逆變?yōu)榻涣鞯耐瑫r(shí)，減少了整個(gè)逆變器的半導(dǎo)體元器件的數(shù)量，體積較小，成本較低，同時(shí)，減小了其應(yīng)用電路的封裝難度。
為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的ー些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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)中的ニ極管鉗位型四電平逆變器的拓?fù)鋱D2為現(xiàn)有技術(shù)中的飛跨電容型四電平逆變器的拓?fù)鋱D；圖3為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一的拓?fù)鋱D；圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例ー處于第一工作模態(tài)的拓?fù)鋱D；圖5為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例ー處于第二工作模態(tài)的拓?fù)鋱D；圖6為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例ー處于第三工作模態(tài)的拓?fù)鋱D；圖I為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一處于第四工作模態(tài)的拓?fù)鋱D；圖8為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例ー處于第五工作模態(tài)的拓 撲圖；圖9為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一處于第六工作模態(tài)的拓?fù)鋱D；圖10為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一中時(shí)序生成正弦波的一種時(shí)序調(diào)制圖；圖11為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一中時(shí)序生成正弦波的另一種時(shí)序調(diào)制圖；圖12為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的拓?fù)鋱D；圖13為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的另一拓?fù)鋱D；圖14為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的另一拓?fù)鋱D；圖15為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的另一拓?fù)鋱D；圖16為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一的等效圖；圖17為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的拓?fù)鋱D；圖18為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D；圖19為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D；圖20為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D；圖21為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D；圖22為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的拓?fù)鋱D；圖23為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D；圖24為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D；圖25為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D；圖26為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
參考圖3，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?shí)施例一的拓?fù)鋱D，所述四電平逆變拓?fù)鋮g元包括第一支路、第二支路、開關(guān)管Tl、開關(guān)管T4 ；每個(gè)開關(guān)管反向并聯(lián)ー個(gè)ニ極管；該拓?fù)鋯卧牡谝恢绷鬏斎攵薓l通過(guò)依次串聯(lián)的第一支路和第二支路與該拓?fù)鋮g元的第二直流輸入端M2相連；該拓?fù)鋮g元的第三直流輸入端M3通過(guò)開關(guān)管Tl與第一支路和第二支路的連接線相連；第一支路和第二支路的連接線通過(guò)開關(guān)管T4與該拓?fù)鋮g元的第四直流輸入端M4相連；
第一支路和第二支路的連接線與該拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C相連接；其中，所述第一支路包括串聯(lián)的ニ極管DFl和開關(guān)管T2，所述第二支路包括串聯(lián)的開關(guān)管T3和ニ極管DF2。需要說(shuō)明的是該拓?fù)鋯卧牡谝恢绷鬏斎攵薓l通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DF1、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3和ニ極管DF2與該拓?fù)鋮g元的第二直流輸入端M2相連接。其中，開關(guān)管T2和ニ極管DFl的連接順序、開關(guān)管T3和ニ極管DF2的連接順序均可以調(diào)換，此時(shí)，該拓?fù)鋯卧牡谝恢绷鬏斎攵薓l通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管T2、ニ極管DF1、開關(guān)管T3和ニ極管DF2與該拓?fù)鋮g元的第二直流輸入端M2相連接；或該拓?fù)鋮g元的第一直流輸入端Ml通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DF1、開關(guān)管T2、ニ極管DF2和開關(guān)管T3與該拓?fù)鋯卧牡诙绷鬏斎攵薓2相連接；或該拓?fù)鋮g元的第一直流輸入端Ml通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管T2、ニ極管DFl、ニ極管DF2和開關(guān)管T3與該拓?fù)鋮g元的第二直流輸入端M2相連接。上述基于串聯(lián)原理的元器件之間的連接順序的改變未脫離本申請(qǐng)的發(fā)明思想，屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。其中，以上拓?fù)鋯卧拈_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。 由上述方案可知，本神請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧ㄋ膫€(gè)反向并聯(lián)ニ極管的開關(guān)管和兩個(gè)ニ極管，相對(duì)于現(xiàn)有的四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其引用電路的成本，且由于四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多導(dǎo)致増加逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧诒ＷC將直流逆變?yōu)榻涣鞯耐瑫r(shí)，減少了整個(gè)逆變器的半導(dǎo)體元器件的數(shù)量，體積較小，成本較低，同時(shí)，減小了其應(yīng)用電路的封裝難度。其中，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一在實(shí)現(xiàn)直流電與交流電的轉(zhuǎn)換時(shí)，包括六個(gè)工作模態(tài)，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)圖3所示的五電平逆變器的六種工作模態(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析。其中，ニ極管Dl與開關(guān)管Tl反向并聯(lián)，ニ極管D2與開關(guān)管T2反向并聯(lián)，ニ極管D3與開關(guān)管T3反向并聯(lián)，ニ極管D4與開關(guān)管T4反向并聯(lián)。參考圖4，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的第一工作模態(tài)的拓?fù)鋱D。第一工作模態(tài)開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導(dǎo)通的路徑在圖中以細(xì)實(shí)線示出，導(dǎo)通的路徑以粗實(shí)線示出。電流的路徑為MトDF1-T2-AC。
參考圖5，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的第二工作模態(tài)的拓?fù)鋱D。第二工作模態(tài)開關(guān)管Tl導(dǎo)通，或者開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2同時(shí)導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導(dǎo)通的路徑在圖中以細(xì)實(shí)線示出，導(dǎo)通的路徑以粗實(shí)線示出。電流路徑為M3-T1-AC。參考圖6，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的第三工作模態(tài)的拓?fù)鋱D。第三工作模態(tài)開關(guān)管T2導(dǎo)通，或開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2同時(shí)導(dǎo)通，其余開關(guān)管均 截止；其中，不導(dǎo)通的路徑在圖中以細(xì)實(shí)線示出，導(dǎo)通的路徑以粗實(shí)線示出。電流路徑為AC-D1-M3。參考圖7，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的第四工作模態(tài)的拓?fù)鋱D。第四工作模態(tài)開關(guān)管T3導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導(dǎo)通的路徑在圖中以細(xì)實(shí)線示出，導(dǎo)通的路徑以粗實(shí)線示出。電流路徑為AC-T3-DF2-M2。參考圖8，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的第五工作模態(tài)的拓?fù)鋱D。第五工作模態(tài)開關(guān)管T4導(dǎo)通，或者開關(guān)管T3和開關(guān)管T4導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止;其中，不導(dǎo)通的路徑在圖中以細(xì)實(shí)線示出，導(dǎo)通的路徑以粗實(shí)線示出。電流路徑為AC-T4-M4。參考圖9，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的第六工作模態(tài)的拓?fù)鋱D。第六工作模態(tài)開關(guān)管T3導(dǎo)通，或開關(guān)管T3和開關(guān)管T4同時(shí)導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止；其中，不導(dǎo)通的路徑在圖中以細(xì)實(shí)線示出，導(dǎo)通的路徑以粗實(shí)線示出。電流路徑為M4-D4_AC。通過(guò)對(duì)上述圖4、圖5、圖7、圖8所示的工作模態(tài)的時(shí)序進(jìn)行控制，就能得到需要的正弦交流電，圖10、圖11為時(shí)序控制圖，其中，u為逆變器輸出的電壓波形。例如假定上述拓?fù)鋯卧乃膫€(gè)直流輸入端Ml、M2、M3、M4的輸入電壓分別為+Vl、-Vl、+V2、-V2，則第一工作模態(tài)能獲得電壓Vl，第二工作模態(tài)獲得電壓V2，第四工作模態(tài)獲得電壓-VI，第五工作模態(tài)獲得電壓-V2，設(shè)滿足逆變要求的最小逆變電壓為Vm。當(dāng)Vl〈Vm〈V2時(shí)，按圖10所示的時(shí)序進(jìn)行控制，即tQ時(shí)刻 tl時(shí)刻、t2時(shí)刻 t4時(shí)刻以及t5時(shí)刻 t6時(shí)刻，第一工作模態(tài)和第四工作模態(tài)交替工作，tl時(shí)刻 t2時(shí)刻，第一工作模態(tài)和第二工作模態(tài)交替工作，t4時(shí)刻 t5時(shí)刻，第四工作模態(tài)和第五工作模態(tài)交替工作；當(dāng)Vm〈Vl〈V2時(shí)，按圖11所示的時(shí)序進(jìn)行控制,具體時(shí)序控制參見(jiàn)圖11,在此不再贅述。由上述可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一采用四電平技術(shù)擬合正弦波的思路，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)共模電壓小，紋波損耗較低，轉(zhuǎn)換效率較高。參考圖12，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的拓?fù)鋱D，所述四電平逆變器實(shí)施例ニ包括直流輸入單元1201和一個(gè)如實(shí)施例一所述的拓?fù)鋯卧?，其中所述直流輸入單?201的第一直流正電平PVl+與該逆變単元的第一直流輸入端Ml相連，所述直流輸入單元1201的第二直流正電平PV2+與該逆變単元的第三直流輸入端M3相連，所述直流輸入單元1201的第一直流負(fù)電平PVl-與該逆變単元的第二直流輸入端M2相連，所述直流輸入單元1201的第二直流負(fù)電平PV2-與該逆變単元的第四直流輸入端M4相連；該逆變単元的交流輸出端AC與該逆變器的交流輸出端相連。其中，所述直流輸入單元1201的實(shí)現(xiàn)方式有多種 優(yōu)選地，參考圖13，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元1201包括電容CAl、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、ニ極管DBl和ニ極管DB2，其中直流電源PV的正端與電容CAl的第一端相連，直流電源PV的負(fù)端與電容CAl的第二端相連；電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI和開關(guān)管TBl與電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線相連；電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管TB2和電感L2與電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線相連；電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DBl和電容CA2與電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線相連；電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和ニ極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連；ニ極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl +相連，電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和ニ極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。優(yōu)選地，參考圖14，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元1201包括電容CAl、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、ニ極管DBl和ニ極管DB2，其中直流電源PV的正端與電容CAl的第一端相連，直流電源PV的負(fù)端與電容CAl的第二端相連；電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI和開關(guān)管TBl與電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線相連；電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管TB2和電感L2與電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線相連；
電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DBl和電容CA2與電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線相連；電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和ニ極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連；ニ極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CAl的第一端和直流電源PV的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl +相連，電容CAl的第二端和直流電源PV的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和ニ極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。優(yōu)選地，參考圖15，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例ニ的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元1201包括電容CB1、電容CB2、電容CA2、電容CA3、電感LI、電 感L2、開關(guān)管TB I、開關(guān)管TB2、ニ極管DBl和ニ極管DB2，其中直流電源PV的正端通過(guò)依次串聯(lián)的電容CBl和電容CB2與直流電源PV的負(fù)端相連；電容CBl和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI、開關(guān)管TBl、開關(guān)管TB2和電感L2與電容CB2和直流電源PV的連接線相連；電容CBl和電容CB2的連接線與開關(guān)管TBl和開關(guān)管TB2的連接線相連；電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的ニ極管DBl和電容CA2與電容CBl和直流電源PV的連接線相連；電容CBl和直流電源PV的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和ニ極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連；ニ極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CBl和直流電源PV的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CB2和直流電源PV的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和ニ極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。由上述方案可知，相對(duì)于現(xiàn)有的四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其引用電路的成本，且由于四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多導(dǎo)致増加逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兤鲗?shí)施例ニ，即本申請(qǐng)實(shí)施例一在實(shí)現(xiàn)單相時(shí)，在保證將直流逆變?yōu)榻涣鞯耐瑫r(shí)，減少了整個(gè)逆變器的半導(dǎo)體元器件的數(shù)量，體積較小，成本較低。需要說(shuō)明的是，上述本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的工作模態(tài)描述適用于本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兤鲗?shí)施例ニ的工作模態(tài)，通過(guò)采用四電平技術(shù)擬合正弦波思路，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)共模電壓小，紋波損耗較低，轉(zhuǎn)換效率較高。參考圖16，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的等效圖。參考圖17，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的拓?fù)鋱D，為單相全橋四電平逆變器，所述四電平逆變器包括直流輸入單元1701和兩個(gè)如圖12所示的拓?fù)鋮g元第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧?；直流輸入單元?701第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧? 和第二拓?fù)鋯卧母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連；
直流輸入單元1701的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連；直流輸入單元1701的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連；直流輸入單元1701的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連；第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端01相連，第二拓?fù)鋮g元的交流輸出端AC與該逆變器的第二交流輸出端02相連。需要說(shuō)明的是，為減少本申請(qǐng)實(shí)施例三輸出的交流電的諧波含量，可以在如圖17所示的逆變器增加濾波單元，即通過(guò)設(shè)置電感和電容來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電的濾波。參考圖18，其示 出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D，其中，所述四電平逆變器還包括電感L1801、電容C1801和電感L1802，其中第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C通過(guò)依次串聯(lián)的電感L1801、電容C1801和電感L1802與第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C相連；電感L1801和電容C1801的連接線與該逆變器的第一交流輸出端01相連，電容C1801和電感L1802的連接線與該逆變器的第二交流輸出端02相連。其中，所述直流輸入單元1701由多種實(shí)現(xiàn)方式參考圖19，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元1701的組成與連接結(jié)構(gòu)與如圖13所示的本申請(qǐng)實(shí)施例ニ中所述直流輸入單元1201中所述一致，在此不再闡述；參考圖20，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元1701的組成與連接結(jié)構(gòu)與如圖14所示的本申請(qǐng)實(shí)施例ニ中所述直流輸入單元1201中所述一致，在此不再闡述；參考圖21，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例三的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元1701的組成與連接結(jié)構(gòu)與如圖15所示的本申請(qǐng)實(shí)施例ニ中所述直流輸入單元1201中所述一致，在此不再闡述。需要說(shuō)明的是，上述如圖18所示的由多個(gè)電感和電容組成的濾波單元同樣適用于如圖19、圖20、圖21中所示的四電平逆變器，在此不再詳細(xì)描述。由上述方案可知相對(duì)于現(xiàn)有的四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其引用電路的成本，且由于四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多導(dǎo)致増加逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兤鲗?shí)施例三，即本申請(qǐng)實(shí)施例一在實(shí)現(xiàn)兩相應(yīng)用時(shí)，在保證將直流逆變?yōu)榻涣鞯耐瑫r(shí)，減少了整個(gè)逆變器的半導(dǎo)體元器件的數(shù)量，體積較小，成本較低。需要說(shuō)明的是，上述本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的工作模態(tài)描述適用于本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兤鲗?shí)施例三的工作模態(tài)，通過(guò)采用四電平技術(shù)擬合正弦波思路，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)共模電壓小，紋波損耗較低，轉(zhuǎn)換效率較高。參考圖22，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的拓?fù)鋱D，所述四電平逆變器包括直流輸入單元2201和三個(gè)如圖12所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧⒌诙負(fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧?br>
直流輸入單元2201的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯呜５母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連；直流輸入單元2201的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連；直流輸入單元2201的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧⒌诙負(fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連；直流輸入單元2201的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連；第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端01相連，第二拓?fù)鋮g元的交流輸出端AC與該逆變器的第二交流輸出端02相連，第三拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第三交流輸出端03相連。 需要說(shuō)明的是，為減少本申請(qǐng)實(shí)施例四輸出的交流電的諧波含量，可以在如圖22所示的逆變器增加濾波單元，即通過(guò)設(shè)置電感和電容來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電的濾波。參考圖23，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D，為三相三線四電平逆變器，其中，所述四電平逆變器還包括電感L2301、電感L2302、電感L2303、電容C2301、電容C2302和電容C2303，其中第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C通過(guò)依次串聯(lián)的電感L2301、電容C2301、電容C2302和電感L2302與第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C相連；第三拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C通過(guò)依次串聯(lián)的電感L2303和電容C2303與電容C2301和電容C2302的連接線相連；電感L2301和電容C2301的連接線與該逆變器的第一交流輸出端01相連，電容C2302和電感L2302的連接線與該逆變器的第二交流輸出端02相連，電感L2303和電容C2303的連接線與該逆變器的第三交流輸出端03相連。其中，所述直流輸入單元2201由多種實(shí)現(xiàn)方式參考圖24，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元2201的組成與連接結(jié)構(gòu)與如圖13所示的本申請(qǐng)實(shí)施例ニ中所述直流輸入單元1201中所述一致，在此不再闡述；參考圖25，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元2201的組成與連接結(jié)構(gòu)與如圖14所示的本申請(qǐng)實(shí)施例ニ中所述直流輸入單元1201中所述一致，在此不再闡述；參考圖26，其示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四的另一拓?fù)鋱D，其中，所述直流輸入單元2201的組成與連接結(jié)構(gòu)與如圖15所示的本申請(qǐng)實(shí)施例ニ中所述直流輸入單元1201中所述一致，在此不再闡述。需要說(shuō)明的是，上述如圖23所示的由多個(gè)電感和電容組成的濾波單元同樣適用于如圖24、圖25、圖26中所示的四電平逆變器，在此不再詳細(xì)描述。進(jìn)ー步的，在圖26所示的實(shí)施方式中，電容C2301、電容C2302和電容C2303的公共端還可以與電容CBl和電容CB2的公共端相連，即是三相四線式五電平逆變器。由上述方案可知，相對(duì)于現(xiàn)有兩相五電平逆變器中諸如ニ極管和開關(guān)管等元器件較多，使得逆變拓?fù)鋯卧膽?yīng)用系統(tǒng)體積較大，成本較高，且損耗較多，效率較低的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N四電平逆變器實(shí)施例四，即本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋮g元在實(shí)現(xiàn)三相應(yīng)用時(shí)，在保證將直流逆變?yōu)榻涣鞯耐瑫r(shí)，減少了整個(gè)逆變器的半導(dǎo)體元器件的數(shù)量，體積較小，成本較低。同時(shí)，避免了現(xiàn)有五電平逆變器需要進(jìn)行三電平中點(diǎn)平衡控制，由此加大上述逆變單元及其逆變器的技術(shù)成本的技術(shù)問(wèn)題。需要說(shuō)明的是，上述本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兺負(fù)鋯卧獙?shí)施例一的工作模態(tài)描述適用于本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃碾娖侥孀兤鲗?shí)施例四的工作模態(tài)，通過(guò)采用四電平技術(shù)擬合正弦波思路，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)共模電壓小，紋波損耗較低，轉(zhuǎn)換效率較高。同樣的，本申請(qǐng)四電平逆變拓?fù)鋮g元的方案，同樣適用于三相四線式逆變器，所述三相四線式逆變器包括直流輸入單元和四個(gè)如圖16所示的逆變拓?fù)鋮g元，其接線方式與上述四電平逆變器實(shí)施例ニ、四電平逆變器實(shí)施例三和四電平逆變器實(shí)施例四相似，在此不在贅述。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重 點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另ー個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“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(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。以上對(duì)本申請(qǐng)所提供的一種四電平逆變拓?fù)鋮g元及四電平逆變器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本申請(qǐng)的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
權(quán)利要求
1.一種四電平逆變拓?fù)鋯卧涮卣髟谟?，包括第一支路、第二支路、開關(guān)管Tl、開關(guān)管T4 ； 每個(gè)開關(guān)管反向并聯(lián)一個(gè)二極管； 該拓?fù)鋯卧牡谝恢绷鬏斎攵薓l通過(guò)依次串聯(lián)的第一支路和第二支路與該拓?fù)鋯卧牡诙绷鬏斎攵薓2相連； 該拓?fù)鋯卧牡谌绷鬏斎攵薓3通過(guò)開關(guān)管Tl與第一支路和第二支路的連接線相連； 第一支路和第二支路的連接線通過(guò)開關(guān)管T4與該拓?fù)鋯卧牡谒闹绷鬏斎攵薓4相連； 第一支路和第二支路的連接線與該拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C相連接； 其中，所述第一支路包括串聯(lián)的二極管DFl和開關(guān)管T2，所述第二支路包括串聯(lián)的開關(guān)管T3和二極管DF2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的四電平逆變拓?fù)鋯卧?，其特征在于，該四電平逆變拓?fù)鋯卧獙?duì)應(yīng)的六個(gè)工作模塊分別為 第一工作模態(tài)開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止； 第二工作模態(tài)開關(guān)管Tl導(dǎo)通，或者開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止； 第三工作模態(tài)開關(guān)管T2導(dǎo)通，或者開關(guān)管Tl和開關(guān)管T2導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止； 第四工作模態(tài)開關(guān)管T3導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止； 第五工作模態(tài)開關(guān)管T4導(dǎo)通，或者開關(guān)管T3和開關(guān)管T4導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止； 第六工作模態(tài)開關(guān)管T3導(dǎo)通，或者開關(guān)管T3和開關(guān)管T4導(dǎo)通，其余開關(guān)管均截止。
3.一種四電平逆變器，其特征在于，包括直流輸入單元和一個(gè)如權(quán)I或權(quán)2所述的拓?fù)鋯卧?，其? 所述直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與該逆變單元的第一直流輸入端Ml相連，所述直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與該逆變單元的第三直流輸入端M3相連，所述直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與該逆變單元的第二直流輸入端M2相連，所述直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與該逆變單元的第四直流輸入端M4相連； 該逆變單元的交流輸出端AC與該逆變器的交流輸出端相連。
4.一種四電平逆變器，其特征在于，包括直流輸入單元和兩個(gè)如權(quán)I或權(quán)2所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧? 直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連； 直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連； 直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連； 直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧偷诙負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連； 第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第二交流輸出端相連。
5.一種四電平逆變器，其特征在于，包括直流輸入單元和三個(gè)如權(quán)I或權(quán)2所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧⒌诙負(fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧? 直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連； 直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連； 直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧⒌诙負(fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連； 直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧偷谌負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連； 第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第三交流輸出端相連。
6.一種四電平逆變器，其特征在于，包括直流輸入單元和四個(gè)如權(quán)I或權(quán)2所述的拓?fù)鋯卧谝煌負(fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧⒌谌負(fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧? 直流輸入單元的第一直流正電平PVl+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧?、第三拓?fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧母鞯谝恢绷鬏斎攵薓l相連； 直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧?、第三拓?fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧母鞯诙绷鬏斎攵薓2相連； 直流輸入單元的第二直流正電平PV2+與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧⒌谌負(fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧母鞯谌绷鬏斎攵薓3相連； 直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-與第一拓?fù)鋯卧?、第二拓?fù)鋯卧⒌谌負(fù)鋯卧偷谒耐負(fù)鋯卧母鞯谒闹绷鬏斎攵薓4相連；。
第一拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第一交流輸出端相連，第二拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第二交流輸出端相連，第三拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第三交流輸出端相連，第四拓?fù)鋯卧慕涣鬏敵龆薃C與該逆變器的第四交流輸出端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5和6任意一項(xiàng)所述的四電平逆變器，其特征在于，所述直流輸入單元包括電容CA1、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、二極管DBl和二極管DB2，其中 直流電源的正端與電容CAl的第一端相連，直流電源的負(fù)端與電容CAl的第二端相連； 電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI和開關(guān)管TBl與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連； 電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管TB2和電感L2與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連； 電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的二極管DBl和電容CA2與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連； 電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和二極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連； 二極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CAl的第一端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CAl的第二端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和二極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5和6任意一項(xiàng)所述的四電平逆變器，其特征在于，所述直流輸入單元包括電容CA1、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TB1、開關(guān)管TB2、二極管DBl和二極管DB2，其中 直流電源的正端與電容CAl的第一端相連，直流電源的負(fù)端與電容CAl的第二端相連； 電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI和開關(guān)管TBl與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連； 電容CAl的第一端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的開關(guān)管TB2和電感L2與電容CAl的第二端和直流電源的連接線相連； 電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的二極管DBl和電容CA2與電容CAl的第一端和直流電源的連接線相連； 電容CAl的第二端和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和二極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連； 二極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CAl的第一端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CAl的第二端和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和二極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5和6任意一項(xiàng)所述的四電平逆變器，其特征在于，所述直流輸入單元包括電容CBl、電容CB2、電容CA2、電容CA3、電感LI、電感L2、開關(guān)管TBl、開關(guān)管TB2、二極管DBl和二極管DB2，其中 直流電源的正端通過(guò)依次串聯(lián)的電容CBl和電容CB2與直流電源的負(fù)端相連； 電容CB I和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電感LI、開關(guān)管TBl、開關(guān)管TB2和電感L2與電容CB2和直流電源的連接線相連； 電容CBl和電容CB2的連接線與開關(guān)管TBl和開關(guān)管TB2的連接線相連； 電感LI和開關(guān)管TBl的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的二極管DBl和電容CA2與電容CBl和直流電源的連接線相連； 電容CB2和直流電源的連接線通過(guò)依次串聯(lián)的電容CA3和二極管DB2與開關(guān)管TB2和電感L2的連接線相連； 二極管DBl和電容CA2的連接線與該直流輸入單元的第二直流正電平PV2+相連，電容CBl和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流正電平PVl+相連，電容CB2和直流電源的連接線與該直流輸入單元的第一直流負(fù)電平PVl-相連，電容CA3和二極管DB2的連接線與該直流輸入單元的第二直流負(fù)電平PV2-相連。
全文摘要
本發(fā)明提供的四電平逆變拓?fù)鋯卧ㄋ膫€(gè)反向并聯(lián)二極管的開關(guān)管和兩個(gè)二極管，相對(duì)于現(xiàn)有的四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多，由此加大了逆變器及其引用電路的成本，且由于四電平逆變器中半導(dǎo)體器件數(shù)量較多導(dǎo)致增加逆變器及其應(yīng)用電路的封裝難度的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的四電平逆變拓?fù)鋯卧趯?shí)現(xiàn)單相和多相應(yīng)用時(shí)，在保證將直流逆變?yōu)榻涣鞯耐瑫r(shí)，減少了整個(gè)逆變器的半導(dǎo)體元器件的數(shù)量，體積較小，成本較低，同時(shí)，減小了其應(yīng)用電路的封裝難度。
文檔編號(hào)H02M7/515GK102769404SQ20121025651
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者汪洪亮, 趙為 申請(qǐng)人:陽(yáng)光電源股份有限公司