[发明专利]一种具有两倍电压增益的升压型五电平逆变器

权利要求书

1.一种具有两倍电压增益的升压型五电平逆变器，其特征在于，包括一个直流输入电源，一个倍压充电单元、一个H桥型逆变单元和一个负载；所述倍压充电单元包括一个电感L、一个升压电容C1、一对互补导通的开关管T₁与开关管T₂，所述H桥型逆变单元包括六个开关管，分别记为开关管S₁、开关管S₂、开关管S₃、开关管S₄、开关管S₅和开关管S₆；在开关管T₁、开关管T₂、开关管S₁、开关管S₂、开关管S₃、开关管S₄、开关管S₅和开关管S₆上均反向并联一个二极管D；

所述直流输入电源的正极分别与开关管T₁、开关管S₃和开关管S₅的漏极连接，直流输入电源的负极分别与电感L的一端、升压电容C1的正极、开关管S₁漏极连接；所述开关管T₁的源极分别与开关管T₂的漏极、电感L的另一端连接；所述开关管T2的源极分别与升压电容C1的负极、开关管S₄的源极、开关管S₆的源极连接；所述开关管S₁的源极与开关管S₂的源极连接；

开关管S₂的漏极分别与开关管S₃的源极、开关管S₄的漏极连接，其连接点记为点A；所述开关管S₅的源级与开关管S₆的漏级连接，其连接点记为点B；

负载接在点A和点B之间，具体的，负载的负极接点A，负载的正极接点B。

2.根据权利要求1所述的一种具有两倍电压增益的升压型五电平逆变器，其特征在于，将所述具有两倍电压增益的升压型五电平逆变器记为逆变器，逆变器的直流输入电源处的电压记为直流输入电压V_dc、逆变器的交流输出电压记为负载电压u_o，所述逆变器包括以下六种工作状态：

第一种工作状态：H桥型逆变单元中开关管S₄和开关管S₅导通，其余四个开关管关断，此时，直流输入电源与升压电容C1同时向负载供电，负载有电流流过，负载电压u_o＝+2V_dc；

第二种工作状态：H桥型逆变单元中开关管S₁、开关管S₂和开关管S₅导通，其余三个开关管关断，此时，仅直流输入电源对负载供电，升压电容C1处于闲置状态，负载有电流流过，负载电压u_o＝+V_dc；

第三种工作状态：H桥型逆变单元中开关管S₃与开关管S₅导通，其余四个开关管关断，此时，直流输入电源与升压电容均未向负载供电，负载没有电流流过，负载电压u_o＝+0；

第四种工作状态：H桥型逆变单元中开关管S₄与开关管S₆导通，其余四个开关管关断，此时，直流输入电源与升压电容C1均未向负载供电，负载没有电流流过，负载电压u_o＝-0；

第五种工作状态：H桥型逆变单元中开关管S₁、开关管S₂和开关管S₆导通，其余三个开关管关断，此时，直流输入电源处于闲置状态，升压电容C1对负载反向供电，负载有电流流过，负载电压u_o＝-V_dc；

第六种工作状态：H桥型逆变单元中开关管S₃和开关管S₆导通，其余四个开关管关断，此时，直流输入电源与升压电容C1同时向负载反向供电，负载有电流流过，负载电压u_o＝+2V_dc；

在以上六种工作状态中，所述倍压充电单元中的开关管T₁和开关管T₂为一对高频互补导通的开关器件，不参与电压输出，只对电感L和升压电容C1的充放电负责。