【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种单相五电平逆变器。
技术介绍
目前太阳能发电仍然存在成本过高，效率偏低的缺陷，故研究高效率的并网逆变器拓扑，对于提高太阳能并网发电效率，降低发电成本有重要的意义。相比传统的两电平，多电平技术越来越受关注，器件开关应力低，开关损耗小，输出滤波器小，谐波含量小。常见的飞跨电容及二极管嵌位及级联型的多电平变换器存在电路结构复杂，使用器件过多，控制也比较复杂等问题。中国专利技术专利CN1967998和CN1967997分别提出了一种三电平双降压式全桥逆变器和一种五电平双降压式全桥逆变器，基本思想均是由独立二极管实现续流，从而使得功率开关管可以选择导通压降更低的 M0SFET，提高逆变器的效率。但是CN1967997提出的五电平双降压式全桥逆变器相对于三电平双降式全桥逆变器并没有降低开关管的开关损耗及磁元件损耗。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种单相五电平逆变器，功率开关管承受的电压较低，因此能够扩大功率开关管的选择范围，成本较低，同时也降低了开关损耗，提高了效率。本专利技术实施例提供一种单相五电平逆变器，包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；第一功率开关管的第一端连接直流电源的正端，第二端连接第二节点；第二功率开关管的第一端连接第二节点，第二端连接第四节点；第三功率开关管的第一端连接第五节点，第二端连接第三节点；第四功率开关管的第一端连接第三节点，第二端连接直流电源的负端；第一二极管的阳极连接第一...
【技术保护点】
一种单相五电平逆变器，其特征在于，包括：第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；第一功率开关管的第一端连接直流电源的正端，第二端连接第二节点；第二功率开关管的第一端连接第二节点，第二端连接第四节点；第三功率开关管的第一端连接第五节点，第二端连接第三节点；第四功率开关管的第一端连接第三节点，第二端连接直流电源的负端；第一二极管的阳极连接第一节点，阴极连接第二节点；所述第一节点的电压为直流电源的电压的1/2；第二二极管的阳极连接第三节点，阴极连接第一节点；第五功率开关管的第一端连接直流电源的正端，第二端连接第六节点；第六功率开关管的第一端连接第六节点，第二端连接直流电源的负端；第三二极管阳极连接第五节点，阴极连接直流电源的正端；第四二极管的阳极连接直流电源的负端，阴极连接第四节点；第四节点和第六节点是该逆变器的正电压输出端；第五节点和第六节点是该逆变器的负电压输出端；所述第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管均为高频功率开关管；所述第五功率开关管和第六功率开关管的...
【技术特征摘要】
1.一种单相五电平逆变器，其特征在于，包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管； 第一功率开关管的第一端连接直流电源的正端，第二端连接第二节点； 第二功率开关管的第一端连接第二节点，第二端连接第四节点； 第三功率开关管的第一端连接第五节点，第二端连接第三节点； 第四功率开关管的第一端连接第三节点，第二端连接直流电源的负端； 第一二极管的阳极连接第一节点，阴极连接第二节点；所述第一节点的电压为直流电源的电压的1/2 ； 第二二极管的阳极连接第三节点，阴极连接第一节点； 第五功率开关管的第一端连接直流电源的正端，第二端连接第六节点； 第六功率开关管的第一端连接第六节点，第二端连接直流电源的负端； 第三二极管阳极连接第五节点，阴极连接直流电源的正端； 第四二极管的阳极连接直流电源的负端，阴极连接第四节点； 第四节点和第六节点是该逆变器的正电压输出端； 第五节点和第六节点是该逆变器的负电压输出端； 所述第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管均为高频功率开关管；所述第五功率开关管和第六功率开关管的开关频率与电网电压的频率相同。2.根据权利要求I所述的单相五电平逆变器，其特征在于，所述功率开关管为coolMOS管或者IGBT管。3.根据权利要求I所述的单相五电平逆变器，其特征在于，所述二极管为碳化硅二极管或者快恢复二极管。4.根据权利要求1-3任一项所述的单相五电平逆变器，其特征在于，还包括第一电感、第二电感和电容； 第一电感的一端连接第四节点，另一端通过电容连接第六节点； 第二电感的一端连接第五节点，另一端通过电容连接第六节点。5.根据权利要求4所述的单相五电平逆变器，其特征在于，电网电压的正半周，该五电平逆变器共有三种有功工作模态，分别为 第一模态第一功率开关管、第二功率开关管和第六功率开关管均导通，其余功率开关管均截止；电流的路径为第一功率开关管-第二功率开关管-第一电感-第六功率开关管； 第二模态第二功率开关管和第六功率开关管均导通，其余功率开关管均截止；电流的路径为第一节点-第一二极管-第二功率开关管-第一电感-第六功率开关管； 第三模态第六功率开关管导通，其余功率开关管均截止；电流的路径为第一电感-第六功率开关管-第四二极管； 电网电压的负半周，该五电平逆变器共有三种有功工作模态，分别为 第七模态第三功率开关管、第四功率开关管和第五功率开关管均导通，其余功率开关管均截止，电流的路径为第五功率开关管-第二电感-第三功率开关管-第四功率开关管；第八模态第三功率开关管和第五功率开关管均导通，其余功率开关管均截止，电流的路径为第五功率开关管-第二电感-第三功率开关管-第二二极管-第一节点； 第九模态第五功率开关管导通，其余功率开关管均截止，电流的路径为第二电感-第三二极管-第五功率开关管-第二电感。6.根据权利要求5或4所述的单相五电平逆变器，其特征在于，电网电压的正半周，该五电平逆变器共有三种无功工作模态，分别为 第四模态第三功率开关管、第四功率开关管和第六功率开关管均导通，其余功率开关管均截止；电流的路径为第二电感-第三功率开关管-第四功率开关管-第六功率开关管-第二电感； 第五模态第三功率开关管和第六功率开关管均导通，其余功率开关管均截止；电流的路径为第二电感-第三功率开关管-第二二极管-第六功率开关管-第二电感； 第六模态第六功率开关管导通，其余功率开关管均截止；电流的路径为第二电感_第二二极管_第六功率开关管_第二电感； 电网电压的负半周，该五电平逆变器共有三种无功工作模态，分别为 第十模态第一功率开关管、第二功率开关管和第五功率开关管均导通，其余功率开关管均截止，电流的路径为第一电感-第五功率开关管-第一功率开关管-第二功率开关管-第一电感； 第十一模态第二功率开关管和第五功率开关管均...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，薛丽英，陆鑫，申谭，张彦虎，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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