[发明专利]一种五电平逆变单元及其应用电路

权利要求书

1.一种五电平逆变单元，其特征在于，连接于直流电源的正端与负端之间，与第一电容和第二电容的串联支路并联；所述五电平逆变单元包括：开关管单元、钳位电容、第一开关管、第二开关管、第一可控开关及第二可控开关；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五电平逆变单元的第一输入端、与所述直流电源的正端、所述第一电容的一端及所述第一可控开关的第一端相连；

所述开关管单元的第二输入端作为所述五电平逆变单元的第二输入端、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五电平逆变单元的第三输入端、与所述直流电源的负端、所述第二电容的另一端及所述第二可控开关的第二端相连；

所述开关管单元的第一输出端与所述第一可控开关的第二端、所述钳位电容的一端及所述第一开关管的第一端相连；

所述开关管单元的第二输出端与所述第二可控开关的第一端、所述钳位电容的另一端及所述第二开关管的第二端相连；

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，连接点作为所述五电平逆变单元的输出端；

所述第一开关管、所述第二开关管、所述第一可控开关、所述第二可控开关及所述开关管单元中的开关管，根据接收到的驱动信号导通或者关断；并且，所述五电平逆变单元存在至少一种工作模态的驱动信号为：控制所述开关管单元中的开关管均关断，而所述第一可控开关或者所述第二可控开关导通的信号；且使所述五电平逆变单元进入此工作模态的驱动信号变化过程为：在对所述开关管单元进行原始控制的基础上，经过第一预设时间，之后先控制所述第一可控开关或第二可控开关导通，再控制所述开关管单元中的开关管关断；以使所述第一可控开关或第二可控开关实现零电压开通。

2.根据权利要求1所述的五电平逆变单元，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四开关管的第一端及所述第七开关管的第一端相连；所述第七开关管的第二端为所述开关管单元的第一输出端；

所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第一端相连，连接点为所述开关管单元的第二输入端；

所述第五开关管的第二端与所述第六开关管的第一端及所述第八开关管的第二端相连；所述第八开关管的第一端为所述开关管单元的第二输出端；

所述第六开关管的第二端为所述开关管单元的第三输入端。

3.根据权利要求2所述的五电平逆变单元，其特征在于，所述第一可控开关和所述第二可控开关均为低速开关管；或者，所述第一可控开关和所述第二可控开关均包括：串联的低速开关管与二极管。

4.根据权利要求3所述的五电平逆变单元，其特征在于，当所述五电平逆变单元处于输出电压值为PV/2的工作模态时，所述驱动信号为：控制所述第三开关管、所述第七开关管及所述第一开关管导通，并在第一预设时间之后，先控制所述第一可控开关导通，再控制所述第三开关管及所述第七开关管关断的信号；

当所述五电平逆变单元处于输出电压值为PV/4的一种工作模态时，所述驱动信号为：控制所述第三开关管及所述第七开关管导通，并在第一预设时间之后，先控制所述第一可控开关导通，再控制所述第三开关管及所述第七开关管关断的信号；

当所述五电平逆变单元处于输出电压值为－PV/4的一种工作模态时，所述驱动信号为：控制所述第六开关管及所述第八开关管导通，并在第一预设时间之后，先控制所述第二可控开关导通，再控制所述第六开关管及所述第八开关管关断的信号；

当所述五电平逆变单元处于输出电压值为－PV/2的工作模态时，所述驱动信号为：控制所述第二开关管、所述第六开关管及所述第八开关管导通，并在第一预设时间之后，先控制所述第二可控开关导通，再控制所述第六开关管及所述第八开关管关断的信号；

其中，PV为所述直流电源的正端与负端之间的电压值。