【技术实现步骤摘要】
本申请涉及逆变器，尤其涉及一种五电平储能拓扑电路及逆变器。
技术介绍
1、逆变器可以将直流电转化为交流电，可应用于可再生能源、电动汽车、计算机设备、工业生产等多个领域中。为了处理频繁变化的电压输入，逆变器至少包括两个电平，但只有两个电平的逆变器具有一定局限性。
2、两电平逆变器在高功率转换和高频率时效率低，且输出电压的谐波含量高，导致电能质量差。为了提升效率，改善电能质量，可使用三电平逆变器，三电平逆变器通过增加电压等级和改变开关等方式增加输出电平数量。
3、然而，三电平逆变器为了满足电网标准和规范，需要集成大型输出滤波器，造成结构复杂的问题，且依旧存在效率低、电能质量差等缺点。
技术实现思路
1、本申请提供一种五电平储能拓扑电路及逆变器，能简化逆变器结构、提高电能转换效率及电能质量。
2、第一方面，本申请提供一种五电平储能拓扑电路，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、第八开关管以及第九开关管；
3、其中，第一开关管的发射极、第二开关管的集电极与第五开关管的发射极相连在第一连接点；第三开关管的发射极、第四开关管的集电极与第八开关管的发射极相连在第二连接点；第二开关管的发射极与第四开关管的发射极相连在第三连接点；第一开关管的集电极与第三开关管的集电极相连在第四连接点；第五开关管的集电极与第七开关管的集电极相连在第五连接点；第六开关管的集电极与第八开关管的集电极相连在第六连接点；第六开
4、上述五电平储能拓扑电路中，包括九个开关管，九个开关管以上述方式连接，结构简单，通过控制九个开关管的开通与关断状态，可以生成多个不同的电压水平，提高电路的电能转换效率及电能质量。
5、在第一方面的一种可实现方式中，所述五电平储能拓扑电路还包括：直流电源、第一电容和第二电容；其中，第一电容的正极与直流电源的正极相连在第四连接点；第二电容的负极与直流电源的负极相连在第三连接点；第一电容的负极、第二电容的正极与第九开关管的发射极相连在第八连接点。
6、上述五电平储能拓扑电路中，包括直流电源、第一电容和第二电容。其中，直流电源用以提供电能，第一电容和第二电容用以存储和释放电能，保证五电平储能拓扑电路正常工作。
7、在第一方面的一种可实现方式中，所述五电平储能拓扑电路还包括：滤波电路和交流电源；其中，滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电感和第二电感；第一电阻与第一电感串联连接，形成第一电路，第一电路的一端连接到第一连接点，第一电路的另一端连接到交流电源的一个连接点；第二电阻与第二电感串联连接，形成第二电路，第二电路的一端连接到第二连接点，第二电路的另一端连接到交流电源的另一个连接点。
8、上述五电平储能拓扑电路中包括滤波电路，该滤波电路结构简单，用于降低电压的谐波含量，提高电能质量；交流电源用于输入或输出。
9、在第一方面的一种可实现方式中，所述五电平储能拓扑电路的输出电平的计算方式为：
10、vout＝vao-vbo，
11、其中，vout为五电平储能拓扑电路的输出电平，vao为第一连接点和第三连接点之间的电压，vbo为第二连接点和第三连接点之间的电压。
12、上述五电平储能拓扑电路中，通过控制九个开关管的开通与关断状态，可以改变第一连接点和第三连接点之间的电压vao以及第二连接点和第三连接点之间的电压vbo，而五电平储能拓扑电路的输出电平是通过vao和vbo作差得到的。因此在vao和vbo发生变化的情况下，五电平储能拓扑电路的输出电平就会发生变化。
13、在第一方面的一种可实现方式中，当第一开关管、第六开关管、第八开关管和第九开关管为开通状态，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第七开关管为关断状态时，五电平储能拓扑电路的输出电平为第一电平；
14、上述五电平储能拓扑电路中，第一连接点和第三连接点间的电压vao为直流电源的输出电压，第二连接点和第三连接点间的电压vbo为直流电源的输出电压的二分之一，此时五电平储能拓扑电路的输出电平通过vao与vbo作差得到，即直流电源的输出电压的二分之一。
15、当第四开关管、第五开关管、第七开关管和第九开关管为开通状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第六开关管和第八开关管为关断状态时，五电平储能拓扑电路的输出电平为第一电平。
16、上述五电平储能拓扑电路中，第一连接点和第三连接点间的电压vao为直流电源的输出电压的二分之一，第二连接点和第三连接点间的电压vbo为零，此时五电平储能拓扑电路的输出电平通过vao与vbo作差得到，即直流电源的输出电压的二分之一。
17、在第一方面的一种可实现方式中，当第三开关管、第五开关管、第七开关管和第九开关管为开通状态，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为关断状态时，五电平储能拓扑电路的输出电平为第二电平；
18、上述五电平储能拓扑电路中，第一连接点和第三连接点间的电压vao为直流电源的输出电压的二分之一，第二连接点和第三连接点间的电压vbo为直流电源的输出电压，此时五电平储能拓扑电路的输出电平通过vao与vbo作差得到，即直流电源输出电压的二分之一的负值。
19、当第二开关管、第六开关管、第八开关管和第九开关管为开通状态，第一开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第七开关管为关断状态时，五电平储能拓扑电路的输出电平为第二电平。
20、上述五电平储能拓扑电路中，第一连接点和第三连接点间的电压vao为零，第二连接点和第三连接点间的电压vbo为直流电源的输出电压的二分之一，此时五电平储能拓扑电路的输出电平通过vao与vbo作差得到，即直流电源输出电压的二分之一的负值。
21、在第一方面的一种可实现方式中，当第一开关管和第四开关管为开通状态，第二开关管、第三开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管和第九开关管为关断状态时，五电平储能拓扑电路的输出电平为第三电平。
22、上述五电平储能拓扑电路中，第一连接点和第三连接点间的电压vao为直流电源的输出电压，第二连接点和第三连接点间的电压vbo为零，此时五电平储能拓扑电路的输出电平通过vao与vbo作差得到，即直流电源的输出电压。
23、在第一方面的一种可实现方式中，当第二开关管和第三开关管为开通状态，第一开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管和第九开关管为关断状态时，五电平储能拓扑电路的输出电平为第四电平。
24、上述五电平储能拓扑电路中，第一连接点和第三连接点间的电压vao为零，第二连接点和第三连接点间的电压vbo为直流电源的输出电压，此时五电平储能拓扑电路的输出电平通过vao与vbo作差得到，即直流电源输出电压的负值。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种五电平储能拓扑电路，其特征在于，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、第八开关管以及第九开关管；
2.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，还包括：直流电源、第一电容和第二电容；
3.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，还包括：滤波电路和交流电源；
4.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为：
5.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第一开关管、所述第六开关管、所述第八开关管和所述第九开关管为开通状态，所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第七开关管为关断状态时，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为第一电平；
6.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第三开关管、所述第五开关管、所述第七开关管和所述第九开关管为开通状态，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第八开关管为关断状态时，所述五
7.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第一开关管和所述第四开关管为开通状态，所述第二开关管、所述第三开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管为关断状态时，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为第三电平。
8.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第二开关管和所述第三开关管为开通状态，所述第一开关管、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、所述第八开关管和所述第九开关管为关断状态时，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为第四电平。
9.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管、所述第八开关管和所述第九开关管为开通状态，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管为关断状态时，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为第五电平。
10.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器包括权利要求1-9任意一项所述的五电平储能拓扑电路。
...【技术特征摘要】
1.一种五电平储能拓扑电路，其特征在于，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、第八开关管以及第九开关管；
2.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，还包括：直流电源、第一电容和第二电容；
3.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，还包括：滤波电路和交流电源；
4.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为：
5.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第一开关管、所述第六开关管、所述第八开关管和所述第九开关管为开通状态，所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第七开关管为关断状态时，所述五电平储能拓扑电路的输出电平为第一电平；
6.根据权利要求1所述的五电平储能拓扑电路，其特征在于，当所述第三开关管、所述第五开关管、所述第七开关管和所述第九开关管为开通状态，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第八开关管为关断状态时，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，毛建良，丁俊龙，汪盼，毛凌峰，
申请(专利权)人：江苏科曜能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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