[发明专利]逆变单元及具有该逆变单元的五电平逆变器

说明书

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种逆变单元及具有该逆变单元的五电平逆变器。

背景技术

中压大容量场合，多电平逆变器得到广泛的应用，目前的五电平逆变器主要是二极管箝位型。下面对二极管箝位型五电平逆变器予以介绍。

参见图1，二极管箝位型五电平逆变器包括：电源单元101、逆变单元102以及滤波并网单元103，其中：电源单元101生成2、1、0、-1和-2五种电平，上述五种电平经逆变单元102逆变为交流电，再经滤波并网单元103的作用后形成标准的交流电。

然而，现有技术的五电平逆变器中的逆变单元，包含八个开关管，每个开关管均并联有二极管，还包括DB1、DB2、DB3、DB4、DB5以及DB6六个箝位二极管，使逆变单元的结构复杂，且成本较高。

发明内容

本申请提供一种逆变单元及具有该逆变单元的五电平逆变器，以解决现有的逆变单元结构复杂、成本高的问题。

为解决上述问题，现提出的方案如下：

一种逆变单元，包括：开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4和开关管T5；其中：

所述开关管T1反向并联有二极管D1，所述开关管T2反向并联有二极管D2，所述开关管T3反向并联有二极管D3，所述开关管T4反向并联有二极管D4，所述开关管T5反向并联有二极管D5；

所述开关管T1发射极和开关管T2集电极的公共端反向连接有二极管DF1；

所述开关管T4发射极和开关管T5集电极的公共端连接有二极管DF2；

所述开关管T3并联有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串联的二极管DA1和二极管DB2，所述第二支路包括反向串联的二极管DB1和二极管DA2；

所述二极管DB1和二极管DA2的公共端，与开关管T2发射极和开关管T4集电极的公共端相连。

一种五电平逆变器，包括：电源单元、三个逆变单元以及滤波并网单元，其中：

所述逆变单元输入端与所述电源单元的输出端相连；所述滤波并网单元与所述逆变单元的输出端相连；所述逆变单元包括：

开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4和开关管T5；其中：

所述开关管T1反向并联有二极管D1，所述开关管T1的集电极作为所述逆变单元的2电平输入端，所述开关管T2反向并联有二极管D2，所述开关管T3反向并联有二极管D3，所述开关管T4反向并联有二极管D4，所述开关管T5反向并联有二极管D5，所述开关管T5的发射极作为所述逆变单元的-2电平输入端；

所述开关管T1发射极和开关管T2集电极的公共端反向连接有二极管DF 1的一端，所述二极管DF1的另一端作为逆变单元的1电平输入端；

所述开关管T4发射极和开关管T5集电极的公共端连接有二极管DF2的一端，所述二极管DF2的另一端作为逆变单元的-1电平输入端；

所述开关管T3并联有第一支路和第二支路，所述第一支路包括反向串联的二极管DA1和二极管DB2，所述二极管DA1和二极管DB2的公共端作为所述逆变单元的0电平输入端，所述第二支路包括反向串联的二极管DB1和二极管DA2；

所述二极管DB1和二极管DA2的公共端，与开关管T2发射极和开关管T4集电极的公共端相连，所述二极管DB1、二极管DA2、开关管T1发射极和开关管T5集电极的连接端作为所述逆变单元的输出端。

优选地，所述电源单元包括：

直流源；

并联在所述直流源两端的第三支路，所述第三支路包括串联的电容CA1和电容CB1；

一端与所述电容CA1相连的电感L1，所述电感L1另一端连接有二极管DD1；

一端与所述电容CB1相连的电感L2，所述电感L2另一端反向连接有二极管DD2；

集电极与所述电感L1和二极管DD1的公共端相连的开关管TD1，所述开关管TD1的发射极与所述电容CA1和电容CB1的公共端相连；

一端与所述二极管DD1相连的电容CA2，所述电容CA2的另一端与所述电容CA1和电容CB1的公共端相连；

发射极与所述电感L2和二极管DD2的公共端相连的开关管TD2，所述开关管TD2的集电极与所述电容CA1和电容CB1的公共端相连；

一端与所述二极管DD2相连的电容CB2，所述电容CB2的另一端与所述电容CA1和电容CB1的公共端相连。

优选地，所述电源单元包括：

直流源；

并联在所述直流源两端的第四支路，所述第四支路包括串联的电容CA3和电容CB3；