[发明专利]一种共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑

权利要求书

1.一种共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑，其特征在于，包括：光伏电池、共地型十开关倍压五电平单相逆变电路、单相输出LC滤波电路和单相负载；所述的光伏电池为PV；所述的共地型十开关倍压五电平单相逆变电路包括输入滤波电容Cdc，两个飞跨电容C1、C2和十个开关管S1～S10，其中S1、S2和S9是不带续流二极管的IGBT，S3～S8以及S10是带续流二极管的IGBT模块；所述单相输出LC滤波电路和单相负载包括滤波电感Lf、滤波电容Cf及负载Ro。

2.根据权利要求1所述的共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑，其特征在于：光伏电池PV的正极与开关管S1的集电极、开关管S4的集电极、输入滤波电容Cdc的正极相连；开关管S1的发射极与开关管S2的集电极、开关管S3的集电极、飞跨电容C1的正极相连；开关管S3的发射极与开关管S7的集电极、开关管S9的集电极、滤波电感Lf的一端相连；开关管S4的发射极与开关管S5的集电极、飞跨电容C2的正极相连；飞跨电容C2的负极与开关管S10的集电极、开关管S8的发射极相连；开关管S10的发射极与开关管S7的发射极相连；飞跨电容C1的负极与开关管S5的发射极、开关管S6的集电极、开关管S9的发射极相连；滤波电感Lf的另一端与滤波电容Cf的正极、负载Ro的一端相连；开关管S2的发射极、开关管S6的发射极、开关管S8的集电极、输入滤波电容Cdc、滤波电容Cf的负极、负载Ro的另一端相连于光伏电池PV的负极。

3.根据权利要求1所述的共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑，其特征在于：在共地型十开关倍压五电平单相逆变电路中的开关管S10与开关管S7组成一对反向串联的开关管，从而保证该支路的电流流动方向受控。

4.根据权利要求1所述的共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑，其特征在于：分别构建了飞跨电容C1、C2独立的充电通路和独立的放电通路，使两个飞跨电容交替充放电时不互相影响；由于飞跨电容C1、C2交替充放电，不会出现只有飞跨电容C2一直处于放电状态导致输出波形波动较大的情况，能够使两个飞跨电容保持稳定的电压Upv，逆变器则能够输出更加稳定的电压波形。

5.根据权利要求1所述的共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑，其特征在于：定义逆变器的工作模态为[M1,M2,M3,M4,M5,M6]；其中工作模态M1代表逆变器输出2Upv；工作模态M2代表逆变器输出Upv；工作模态M3代表逆变器输出0；工作模态M4代表逆变器输出-Upv，此时飞跨电容C2为放电状态；工作模态M5代表逆变器输出-Upv，此时飞跨电容C1为放电状态；工作模态M6代表逆变器输出-2Upv。

6.根据权利要求5所述的共地型的十开关倍压五电平单相光伏逆变器拓扑，其特征在于：逆变器六种工作模态对应的十个开关管IGBT的状态分别为：模态M1[0,0,1,0,1,0,0,1,0,0]，模态M2[1,0,1,1,0,1,0,1,0,0]，模态M3[1,0,0,1,0,1,1,1,0,1]，模态M4[1,0,0,0,1,1,1,0,0,1]，模态M5[0,1,0,1,0,0,0,1,1,0]，模态M6[0,1,0,0,1,0,1,0,0,1]，其中0表示IGBT关断，1表示IGBT开通。