[发明专利]一种五电平逆变单元及其应用电路

说明书

本发明提供一种五电平逆变单元及其应用电路，通过在开关管单元的第一输入端与第一输出端之间设置第一可控开关，并在开关管单元的第三输入端与第二输出端之间设置第二可控开关，使得部分工作模态下，能够以相应的可控开关代替开关管单元中的两个开关管导通，进而减少通态损耗、提高系统效率。

技术领域

本发明涉及光伏新能源技术领域，特别涉及一种五电平逆变单元及其应用电路。

背景技术

多电平逆变器，因具有输出功率大、器件开关频率低、系统等效开关频率高、输出谐波小、动态响应快、传输频带宽、电磁兼容性好、光伏逆变器的重量轻、体积小和效率高等优点，越来越受到光伏行业的重视。

在光伏发电新能源领域，因组件的系统电压进一步提高到1500V，传统的两电平和三电平拓扑不再适用，现有技术中虽然存在一种能够应用于1500V光伏发电系统且开关管较少的五电平逆变拓扑，但是其开通关断都需要经过三个开关管，损耗相对较大。

发明内容

本发明提供一种五电平逆变单元及其应用电路，以解决现有技术中损耗大的问题。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种五电平逆变单元，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。

优选的，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。

优选的，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。优选的，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；