[发明专利]一种双模式共地型五电平并网逆变电路及其调制策略

权利要求书

1.一种双模式共地型五电平并网逆变电路，其特征在于，包括：直流源、逆变网络、交流滤波器以及交流源；

所述直流源的正极与所述逆变网络的输入端电性连接，所述逆变网络的输出端与所述交流滤波器的输入端电性连接，所述交流滤波器的输出端与所述交流源的一端电性连接，所述交流源的另一端接地；

所述直流源的负极、所述逆变网络的接地端和所述交流滤波器的接地端均接地，所述直流源两端的电压为输入电压，所述交流源两端的电压为电网电压，所述交流源上的电流为进网电流；

所述逆变网络包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第八功率开关管、第一电容和第二电容；

所述第一功率开关管的漏极、所述第三功率开关管的源极、所述第五功率开关管的源极以及所述第六功率开关管的漏极同时与所述第一电容的正极电性连接；所述第二功率开关管的一端和所述第四功率开关管的源极同时与所述第一电容的负极电性连接；所述第三功率开关管的源极和所述第四功率开关管的漏极同时与所述第二电容的正极电性连接，所述第七功率开关管的源极和所述第八功率开关管的源极同时与第二电容的负极电性连接，所述第六功率开关管的源极与第七功率开关管的漏极电信连接；

所述第一功率开关管的漏极作为所述逆变网络的输入端，所述第六功率开关管的源极和所述第八功率开关管的漏极均为所述逆变网络的输出端，所述第二功率开关管的另一端、所述第五功率开关管的源极和所述第八功率开关管的漏极均为所述逆变网络的接地端。

2.根据权利要求1所述的一种双模式共地型五电平并网逆变电路,其特征在于，所述第三功率开关管、所述第四功率开关管、所述第五功率开关管、所述第六功率开关管、所述第七功率开关管和所述第八功率开关管的漏极均由功率晶体管的漏极或集电极反并二极管的阴极相连构成；所述第三功率开关管、所述第四功率开关管、所述第五功率开关管、所述第六功率开关管、所述第七功率开关管和所述第八功率开关管的源极由所述功率晶体管的源极或发射极与所述反并二极管的阳极相连构成；所述第一功率开关管由两个功率开关管通过源极连接阳极的连接方式串联构成，或由两个功率开关管通过源极连接源极的连接方式串联构成；所述第二功率开关管含有反并二极管，且所述第二功率开关管由两个功率开关管通过阳极连接阳极的连接方式串联构成。

3.根据权利要求1所述的一种双模式共地型五电平并网逆变电路,其特征在于，所述交流滤波器包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感的一端为所述交流滤波网络的输入端，所述滤波电感的另一端与所述滤波电容的正极相连，所述滤波电感与所述滤波电容的相连的节点连接所述交流滤波器的输出端，所述滤波电容的负极为所述交流滤波器的接地端。

4.权利要求1至3任意一项所述的一种双模式共地型五电平并网逆变电路的调制策略，其特征在于，所述双模式共地型五电平逆变电路的功率开关管驱动信号是由调制波和载波比较生成的，所述调制波为工频，所述载波为高频，与调制产生驱动信号来控制功率开关管的切换方式，来完成所述逆变网络的状态切换，实现所述直流源与所述交流源的能量交换

所述逆变电路在升压模式下有五种工作模态，开关频率刻度的工作模态包括模态一、模态二、模态三、模态四、模态五，模态一为t₃-t₄时段的工作模态，模态二为t₄-t₅时段的工作模态，模态三为t₁-t₂时段的工作模态，模态四为t₆-t₇时段的工作模态，模态五为t₇-t₈时段的工作模态；

所述逆变电路在降压模式下有五种工作模态，所述开关频率刻度的工作模态包括模态六、模态七、模态八、模态九、模态十，模态六为t₃'-t₄'时段的工作模态，模态七为t₄'-t₅'时段的工作模态，模态八为t₁'-t₂'时段的工作模态，模态九为t₆'-t₇'时段的工作模态，模态十为t₇'-t₈'时段的工作模态。

5.根据权利要求4所述的一种双模式共地型五电平并网逆变电路的开关控制策略，其特征在于，所述升压模式的模态一的逆变网络的输出电压等于输入电压，所述第一功率开关管、所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管开通，所述第四功率开关管、所述第五功率开关管和所述第七功率开关管断开，进网电流可以双向流动；

所述升压模式的模态二的逆变网络的输出电压等于两倍的输入电压，所述第四功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管开通，所述第一功率开关管、所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第五功率开关管和所述第七功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述升压模式的模态三的逆变网络的输出电压等于0，是续流模态，所述第一功率开关管、所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第七功率开关管和所述第八功率开关管开通，所述第四功率开关管、所述第五功率开关管和所述第六功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述升压模式的模态四的逆变网络的输出电压等于负一倍的输入电压，是电网负半周的续流模态，所述第一功率开关管、所述第二功率开关管、所述第四功率开关管和所述第七功率开关管开通，所述第三功率开关管、所述第五功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述升压模式的模态五的逆变网络的输出电压等于负二倍的输入电压，所述第四功率开关管、所述第五功率开关管和所述第七功率开关管开通，所述第一功率开关管、所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述降压模式的模态六的逆变网络的输出电压等于一半的输入电压，所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管开通，所述第一功率开关管、所述第四功率开关管、所述第五功率开关管和所述第七功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述降压模式的模态七的逆变网络的输出电压等于输入电压，所述第一功率开关管、所述第四功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管开通，所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第五功率开关管和所述第七功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述降压模式的模态八的逆变网络的输出电压等于0，是续流模态，所述第一功率开关管、所述第四功率开关管、所述第七功率开关管和所述第八功率开关管开通，所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第五功率开关管和所述第六功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述降压模式的模态九的逆变网络的输出电压等于负一半的输入电压，所述第二功率开关管、所述第四功率开关管和所述第七功率开关管开通，所述第一功率开关管、所述第三功率开关管、所述第五功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；

所述降压模式的模态九的逆变网络的输出电压等于负一倍的输入电压，所述第四功率开关管、所述第五功率开关管和所述第七功率开关管开通，所述第一功率开关管、所述第二功率开关管、所述第三功率开关管、所述第六功率开关管和所述第八功率开关管断开，所述进网电流可以双向流动；当上述所有功率开关管依照调制策略工作时，所述逆变网络不断在各个工作的所述模态之间切换，实现输入直流电压与外部交流电的能量交换。