[发明专利]一种单相半桥五电平逆变器及其应用电路

权利要求书

1.一种单相半桥五电平逆变器，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、第七开关管和第八开关管；每个所述开关管反向并联一个二极管；

直流电源的正端通过依次串联的第一电容、第二电容、第三电容和第四电容连接直流电源的负端；

第一开关管的第一端连接第一电容的第一端，第一开关管的第二端连接第一节点；

第二开关管的第一端连接第一节点，第二开关管的第二端连接第二节点；

第三开关管的第一端连接第一节点，第三开关管的第二端连接第一电容的第二端；

第四开关管的第一端连接第五开关管的第一端，第四开关管的第二端连接第二节点；

第五开关管的第二端连接第二电容的第二端；

第六开关管的第一端连接第三电容的第一端，第六开关管的第二端连接第三节点；

第七开关管的第一端连接第二节点，第七开关管的第二端连接第三节点；

第八开关管的第一端连接第三节点，第八开关管的第二端连接第四电容的第二端；

第二节点作为该逆变器的一个交流输出端，第五开关管的第二端作为该逆变器的另一个交流输出端。

2.根据权利要求1所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，所述开关管均为IGBT管，所述第一端为集电极，第二端为发射极。

3.根据权利要求1或2所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，还包括第一电感、第二电感和电容；

所述第二节点通过依次串联的第一电感、电容和第二电感连接第二电容的第二端。

4.根据权利要求1所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，该单相半桥五电平逆变器对应的五个电平工作模态分别为：

第一模态：第一开关管和第二开关管导通，其余开关管均截止；

第二模态：第二开关管和第三开关管导通，其余开关管均截止；

第三模态：第四开关管和第五开关管导通，其余开关管均截止；

第四模态：第六开关管和第七开关管导通，其余开关管均截止；

第五模态：第七开关管和第八开关管导通，其余开关管均截止。

5.根据权利要求4所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，所述第一开关管的导通时序由正弦波和第一三角波进行比较产生，所述正弦波大于第一三角波时第一开关管导通，反之截止；

所述第二开关管的导通时序由所述正弦波和第二三角波进行比较产生，所述正弦波大于第二三角波时第二开关管导通，反之截止；

所述第三开关管的导通时序由所述正弦波和第一三角波、第二三角波进行比较产生，所述正弦波大于第二三角波且小于第一三角波时第三开关管导通，反之截止；

所述第四开关管的导通时序由所述正弦波的反向波与第二三角波进行比较，所述正弦波的反向波小于第二三角波时，第四开关管导通，反之截止；

第五开关管的导通时序与第四开关管的导通时序关于正弦波的正半周和负半周对调；

第六开关管的导通时序与第三开关管的导通时序关于正弦波的正半周和负半周对调；

第七开关管的导通时序与第二开关管的导通时序关于正弦波的正半周和负半周对调；

第八开关管的导通时序与第一开关管的导通时序关于正弦波的正半周和负半周对调；

所述第一三角波、第二三角波具有相同的频率和相同的幅值，且所述第一三角波的波谷等于第二三角波的波峰。

6.一种权利要求1所述逆变器的应用电路，其特征在于，包括两个所述单相半桥五电平逆变器，分别是第一单相半桥五电平逆变器和第二单相半桥五电平逆变器；

第一单相半桥五电平逆变器和第二单相半桥五电平逆变器中的第一开关管的第一端连接在一起均连接直流电源的正端；

第一单相半桥五电平逆变器和第二单相半桥五电平逆变器中的第八开关管的第二端连接在一起均连接直流电压的负端；

第一单相半桥五电平逆变器和第二单相半桥五电平逆变器中：第三开关管的第二端均连接在一起均连接第一电容和第二电容的公共端；第四开关管的第二端均连接在一起均连接第二电容和第三电容的公共端；第六开关管的第一端均连接在一起连接第三电容和第四电容的公共端；

第一单相半桥五电平逆变器的第二节点和第二单相半桥五电平逆变器的第二节点分别作为该应用电路的两个交流输出端。