[发明专利]一种单相四电平逆变器及其应用电路

权利要求书

1.一种单相四电平逆变器，其特征在于，连接于直流电源的正端与负端之间，与串联支路并联；所述串联支路为第一电容、第二电容和第三电容依次串联连接的支路；所述单相四电平逆变器包括：开关管单元、钳位电容、第一开关管及第二开关管；所述第一开关管和所述第二开关管均反向并联一个二极管；其中：

所述开关管单元的第一输入端作为所述单相四电平逆变器的第一输入端、与所述直流电源的正端及所述第一电容的一端相连；所述开关管单元的第二输入端作为所述单相四电平逆变器的第二输入端、与所述第一电容和所述第二电容的连接点相连；所述开关管单元的第三输入端作为所述单相四电平逆变器的第三输入端、与所述第二电容及所述第三电容的连接点相连；所述开关管单元的第四输入端作为所述单相四电平逆变器的第四输入端、与所述直流电源的负端及所述第三电容的另一端相连；

所述钳位电容连接于所述开关管单元的第一输出端与第二输出端之间；

所述第一开关管的第一端与所述开关管单元的第一输出端及所述钳位电容的一端相连；

所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端相连，连接点作为所述单相四电平逆变器的输出端；

所述第二开关管的第二端与所述开关管单元的第二输出端及所述钳位电容的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的单相四电平逆变器，其特征在于，所述开关管单元包括：第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管；所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管及所述第八开关管均反向并联一个二极管；其中：

所述第三开关管的第一端为所述开关管单元的第一输入端；

所述第三开关管的第二端与所述第五开关管的第二端相连，连接点为所述开关管单元的第一输出端；

所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端相连；

所述第六开关管的第二端为所述开关管单元的第二输入端；

所述第七开关管的第一端为所述开关管单元的第三输入端；

所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第二端相连；

所述第八开关管的第一端与所述第四开关管的第一端相连，连接点为所述开关管单元的第二输出端；

所述第四开关管的第二端为所述开关管单元的第四输入端。

3.根据权利要求2所述的单相四电平逆变器，其特征在于，对应不同的输出电平数，所述单相四电平逆变器的各开关管的状态分别为：

+3电平：所述第一开关管及所述第三开关管导通，所述第五开关管及所述第七开关管可以导通或者截止，其余开关管均截止；

+2电平：所述第二开关管及所述第三开关管导通，所述第五开关管及所述第七开关管可以导通或者截止，其余开关管均截止；或者，所述第一开关管、所述第七开关管及所述第八开关管导通，其余开关管均截止；或者，所述第一开关管、所述第五开关管及所述第六开关管导通，其余开关管均截止；

+1电平：所述第二开关管、所述第七开关管及所述第八开关管导通，其余开关管均截止；或者，所述第二开关管、所述第五开关管导通及所述第六开关管导通，其余开关管均截止；或者，所述第一开关管及所述第四开关管导通，所述第六开关管及所述第八开关管可以导通或者截止，其余开关管均截止；

0电平：所述第二开关管、所述第四开关管及导通，所述第六开关管及所述第八开关管可以导通或者截止，其余开关管均截止。