[发明专利]单相四电平逆变器拓扑电路及三相四电平逆变器拓扑电路

权利要求书

1.一种单相四电平逆变器拓扑电路，适于和两个串联连接的直流电源一起使用，两个直流电源包括第一直流电源和第二直流电源，第一直流电源的负极连接第二直流电源的正极，两直流电源的公共端适于连接交流电网或交流负载的接入端，其特征在于，包括第一电路模块和第二电路模块；

所述第一电路模块具有第一端、第二端、第三端和第四端；所述第二电路模块具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和一个输出端；

所述第一电路模块的第一端连接所述单相四电平逆变器拓扑电路的第一端，第二端连接单相四电平逆变器拓扑电路的第二端；第三端连接第二电路模块的第三输入端，第四端连接第二电路模块的第四输入端；

所述第二电路模块的第一输入端连接所述单相四电平逆变器拓扑电路的第一端，第二输入端连接单相四电平逆变器拓扑电路的第二端；输出端连接所述单相四电平逆变器拓扑电路的第三端；所述第二电路模块还包括悬浮电容；

所述第一电路模块还连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，提供四种工作模式：模式一：针对四个端子，导通第二端到第三端的连接，并断开其他端到端的连接；模式二：针对四个端子，导通第四端到第二端的连接，并断开其他端到端的连接；模式三：针对四个端子，导通第一端到第三端的连接，并断开其他端到端的连接；模式四：针对四个端子，导通第四端到第一端的连接，并断开其他端到端的连接；

所述第二电路模块还连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，提供四种工作模式：针对四个输入端和一个输出端，

模式一：导通第一输入端与悬浮电容的负极端之间的连接，同时导通第三输入端与悬浮电容的正极端之间的连接以及第三输入端与输出端之间的连接，断开其他端到端的连接；

模式二：导通第四输入端与悬浮电容的负极端之间的连接，同时导通第一输入端与悬浮电容的正极端之间的连接以及第一输入端与输出端之间的连接，断开其他端到端的连接；或者，导通第三输入端与悬浮电容的正极端之间的连接以及第三输入端与输出端之间的连接，同时导通第二输入端与悬浮电容的负极端之间的连接，断开其他端到端的连接；

模式三：导通第一输入端与悬浮电容的正极端之间的连接，同时导通第四输入端与悬浮电容的负极端之间的连接以及第四输入端与输出端之间的连接，断开其他端到端的连接；或者，导通第二输入端与悬浮电容的负极端之间的连接以及第二输入端与输出端之间的连接，同时导通第三输入端与悬浮电容的正极端之间的连接，断开其他端到端的连接；

模式四：导通第四输入端与悬浮电容的负极端之间的连接以及第四输入端与输出端之间的连接，同时导通第二输入端与悬浮电容的正极端之间的连接，断开其他端到端的连接；

第一电路模块四种工作模式和第二电路模块的四种工作模式构成六种工作模态：

第一工作模态：使第一电路模块工作在其模式一下，导通第二端到第三端的连接，断开其他端到端的连接；第二电路模块工作在其模式一下，导通第一输入端与悬浮电容的负极端的连接，第三输入端与悬浮电容的正极端的连接以及悬浮电容的正极端与输出端的连接，断开其他端到端的连接；

第二工作模态：第一电路模块工作在其模式二下，导通第四端与第二端的连接，断开其他的端到端的连接；第二电路模块工作在其模式二下，导通第一输入端与悬浮电容正极端以及输出端的连接，导通第四输入端与悬浮电容负极端的连接；

第三工作模态：第一电路模块工作在其模式三下，导通第一端到第三端的连接，断开其他的端到端的连接；第二电路模块工作在其模式二下，导通第三输入端与悬浮电容正极端以及悬浮电容正极端与输出端的连接，导通第二输入端与悬浮电容负极端的连接；第四工作模态：第一电路模块工作在其模式二下，导通第四端到第二端的连接，断开其他的端到端的连接；第二电路模块工作在其模式三下，导通第一输入端与悬浮电容正极端之间的连接以及悬浮电容负极端与输出端的连接，导通第四输入端与悬浮电容负极端的连接；

第五工作模态：第一电路模块工作在其模式三下，导通第一端到第三端的连接，断开其他的端到端的连接；第二电路模块工作在其模式三下，导通第三输入端与悬浮电容正极端之间的连接，导通第二输入端与悬浮电容负极端以及输出端的连接；

第六工作模态：第一电路模块工作在其模式四下，导通第四端到第一端的连接，断开其他的端到端的连接；第二电路模块工作在其模式四下，导通第二输入端与悬浮电容正极端之间的连接，导通第四输入端与悬浮电容负极端以及悬浮电容负极端与输出端的连接；

通过控制相应的开关管导通或关断，单相四电平逆变器在六种工作模态下交替工作，构成三组对称工作模态，分别是第一工作模态和第六工作模态，第二工作模态和第五工作模态，以及第三工作模态和第四工作模态，获得需要的逆变输出电压。