[发明专利]交直流变换器、五电平拓扑单元及其调制方法

摘要

本申请涉及一种交直流变换器、五电平拓扑单元及其调制方法。五电平拓扑单元包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件、第八开关器件，第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容及第三电容。上述交直流变换器、五电平拓扑单元及其调制方法，将直流电源的直流电转换成为交流电输出或者将交流侧的交流电转换成直流侧的直流电输出，五电平拓扑单元结构简单，通过八个开关器件的导通和关断可以输出五种电平，使用便捷，在高电平时，通过该五电平拓扑单元电流流经的开关器件数量少，从而减少了元器件的导通损耗，提高了五电平拓扑单元的工作效率，降低了使用成本，提高了使用可靠性。

主权项

1.一种五电平拓扑单元，其特征在于，包括：第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第七开关器件和第八开关器件；第一二极管和第二二极管；第一电容、第二电容及第三电容；其中，所述第一电容和所述第二电容连接，所述第一电容与所述第二电容之间的电路中点作为第一连接端，所述第一电容未连接所述第二电容的电极连接直流电源的直流正端，所述第二电容未连接所述第一电容的电极连接所述直流电源的直流负端；所述第五开关器件、所述第三电容及所述第七开关器件依次连接，所述第五开关器件未连接所述第三电容的一端连接所述直流正端，所述第七开关器件未连接所述第三电容的一端与所述直流负端连接；所述第五开关器件与所述第三电容的公共连接端作为第二连接端，所述第三电容与所述第七开关器件的公共连接端作为第三连接端；所述第四开关器件与所述第六开关器件连接，所述第四开关器件与所述第六开关器件的公共连接端连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述第一连接端，所述第四开关器件未连接所述第六开关器件的一端连接所述第二连接端，所述第六开关器件未连接所述第四开关器件的一端连接所述第三连接端；所述第八开关器件与所述第三开关器件连接，所述第八开关器件与所述第三开关器件的公共连接端连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第一连接端，所述第八开关器件未连接所述第三开关器件的一端连接所述第二连接端，所述第三开关器件未连接所述第八开关器件的一端连接所述第三连接端；所述第一开关器件与所述第二开关器件连接，所述第一开关器件与所述第二开关器件的公共连接端作为交流端，所述第一开关器件未连接所述第二开关器件的一端连接所述第二连接端，所述第二开关器件未连接所述第一开关器件的一端连接所述第三连接端；所述第一电容的额定电压值与所述第二电容的额定电压值相等，所述第三电容的额定电压值等于所述第一电容的额定电压值的一半，设为预设电压值；所述五电平拓扑单元可以工作在五个工作模态，分别为第一工作模态、第二工作模态、第三工作模态、第四工作模态和第五工作模态，以使得所述交流端输出交流电压；当所述五电平拓扑单元工作在所述第一工作模态时，所述交流端的电压为零；当所述五电平拓扑单元工作在第二工作模态时，所述五电平拓扑单元交流端的电压与所述预设电压值相等；当所述五电平拓扑单元工作在所述第三工作模态时，所述交流端的电压为所述预设电压值的两倍；当所述五电平拓扑单元工作在所述第四工作模态时，所述交流端的电压是所述预设电压值的负一倍；当所述五电平拓扑单元工作在所述第五工作模态时，所述交流端的电压是所述预设电压值的负两倍。