[发明专利]五电平逆变器拓扑电路及三相五电平逆变器拓扑电路

权利要求书

1.一种单相五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，其特征在于，包括：一个半桥逆变器电路；所述半桥逆变器电路包括第一电路模块和第二电路模块；

所述第一电路模块的第一端连接所述两直流电源的公共端，第二端连接第二电路模块的第三输入端，第三端连接第二电路模块的第四输入端；并连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，提供至少三种工作模态：模态一：对于三个端子，仅将第一端与第二端连接；模态二，对于三个端子，仅将第一端与第三端连接；模态三：断开三个端子中任意两个端子之间的连接；

所述第二电路模块包括限流装置、悬浮电容和拓扑控制部分；所述第二电路模块的第一输入端适于连接第一直流电源的正极，第二输入端适于连接第二直流电源的负极；输出端连接所述半桥逆变器电路的负载端；所述第二电路模块的拓扑控制部分连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，使得第二电路模块提供至少五种工作模态：针对四个输入端和一个输出端；

模态一：将限流装置和悬浮电容串联后连接在第一输入端和输出端之间，断开其他端与端之间的连接；模态二：将限流装置连接在第一输入端和输出端之间，将悬浮电容连接在第四输入端和输出端之间，断开其他端与端的连接；模态三：将限流装置和悬浮电容串联后连接在第一输入端和输出端之间且导通第四输入端与输出端之间的连接，断开其他端与端的连接；或者将限流装置和悬浮电容串联后连接在第二输入端和输出端之间且导通第三输入端与输出端之间的连接，断开其他端与端的连接；模态四：将限流装置连接在第二输入端和输出端之间，将悬浮电容连接在第三输入端和输出端之间，断开其他端与端的连接；模态五：将限流装置和悬浮电容串联后连接在第二输入端和输出端之间，断开其他端与端之间的连接。

2.根据权利要求1所述的单相五电平逆变器拓扑电路，其特征在于，

所述第一电路模块包括两个电路支路；第一电路支路连接在第一端与第二端之间；第二电路支路连接在第一端与第三端之间；每一个电路支路均还对应连接控制信号端，适于在控制信号端接入的关断控制信号下关断，在控制信号端接入的导通信号下导通。

3.根据权利要求1所述的单相五电平逆变器拓扑电路，其特征在于，所述限流装置包括以下一种或者几种的组合：电感；电阻；运行在有源模态或线性模态的半导体器件。

4.根据权利要求2所述的单相五电平逆变器拓扑电路，其特征在于，所述第一电路模块的第一端与第二端之间的任一个电路支路包括至少一个双向开关；所述第一电路模块的第一端与第三端之间的任一个电路支路包括至少一个双向开关。

5.根据权利要求1所述的单相五电平逆变器拓扑电路，其特征在于，所述半桥逆变器电路中的第二电路模块中的拓扑控制部分包括六个开关电路支路；

第一开关电路支路的第一端连接所述第二电路模块的第一输入端，第一开关电路支路的第二端连接第二开关电路支路的第一端；

第二开关电路支路的第二端连接所述第二电路模块的第二输入端；

第三开关电路支路的第一端同时连接所述第二电路模块的第三输入端和所述悬浮电容的正极，第三开关电路支路的第二端连接第四开关电路支路的第一端；

第四开关电路支路的第二端同时连接所述第二电路模块的第四输入端和所述悬浮电容的负极；第三开关电路支路、第四开关电路支路的公共端通过限流装置连接第一开关电路支路、第二开关电路支路的公共端；

第五开关电路支路的第一端连接所述悬浮电容的正极，第五开关电路支路的第二端连接第六开关电路支路的第一端；第六开关电路支路的第二端连接所述悬浮电容的负极；第五开关电路支路、第六开关电路支路的公共端连接所述第二电路模块的输出端。

6.根据权利要求5所述的单相五电平逆变器拓扑电路，其特征在于，所述六个开关电路支路中的任一个至少包括一个双向开关；每个双向开关的第一端连接该双向开关所在开关电路支路的第一端，每个双向开关的第二端连接该双向开关所在开关电路支路的第二端。