一种五电平拓扑的制作方法

1.本发明涉及功率变换技术领域，尤其涉及一种五电平拓扑。


背景技术：

2.多电平dc ac拓扑因其输出电压阶梯多，从而可以使输出的电压波形具有较低的电压变化率；且随着输出电平数的增加，其输出电压的谐波将减少。另外，多电平dc ac拓扑在减小系统的开关损耗与导通损耗，降低管子的耐压与系统的电磁干扰方面性能都非常优良。
3.现有技术是利用多个功率电容串联后并联在输入直流侧两端来实现的，各开关管依次通过功率二极管与相应的功率电容相连，由于每个功率电容上输出的功率不相等，导致功率电容上的电压会出现不相等现象，即出现所谓的功率电容电压不平衡现象。所以现有技术中的多电平dcac拓扑缺少功率电容电压自平衡功能。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种五电平拓扑。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种五电平拓扑，包括第一母线电容c1、第二母线电容c2、钳位电容c0，所述第一母线电容c1一端连接有正极端i+、第一开关管s1、第七开关管s7、第九开关管sl1，所述第一母线电容c1另一端连接有负极端i-、第四开关管s4、第八开关管s8、第十开关管sl2，所述第二母线电容c2一端与第一母线电容c1连接，所述第二母线电容c2另一端与负极端i-连接，且所述第二母线电容c2远离负极端i-一端还连接有第五开关管s5、第六开关管s6，其中第五开关管s5连接有第一开关管s1、第二开关管s2，所述第六开关管s6连接有第三开关管s3、第四开关管s4，第一开关管s1与第九开关管sl1连接，第八开关管s8与第十开关管sl2连接，所述第七开关管s7通过电感l2与co连接，所述第八开关管s8通过电感l1与c0连接。
7.优选地，第一开关管s1上连接有一号二极管d1，第二开关管s2上连接有二号二极管d2，第三开关管s3上连接有三号二极管d3，第四开关管s4上连接有四号二极管d4。
8.优选地，第五开关管s5上连接有五号二极管d5，第六开关管s6上连接有六号二极管d6，第七开关管s7上连接有七号二极管d7，第八开关管s8上连接有八号二极管d8。
9.优选地，第九开关管sl1上连接有九号二极管dl1，第十开关管sl2上连接有十号二极管dl2。
10.优选地，第五开关管s5、第六开关管s6采用工频管。
11.本发明具有以下有益效果：
12.通过将第五开关管s5、第六开关管s6应用为工频管，避免产生开关损耗，而2电平回路为开关管串联，应用中可选择低压管，进一步降低损耗，且无需增加额外的硬件电路就可以实现全功率、全调制下功率电容电压的平衡控制，可以节省设备体积，并使电路更加稳定的运行。
附图说明
13.图1为提供的五电平逆变器的电路结构示意图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
15.参照图1，一种五电平拓扑，包括第一母线电容c1、第二母线电容c2、钳位电容c0，第一母线电容c1一端连接有正极端i+、第一开关管s1、第七开关管s7、第九开关管sl1，第一母线电容c1另一端连接有负极端i-、第四开关管s4、第八开关管s8、第十开关管sl2，第二母线电容c2一端与第一母线电容c1连接，第二母线电容c2另一端与负极端i-连接，且第二母线电容c2远离负极端i-一端还连接有第五开关管s5、第六开关管s6，其中第五开关管s5连接有第一开关管s1、第二开关管s2，而第六开关管s6连接有第三开关管s3、第四开关管s4，第一开关管s1与第九开关管sl1连接，第八开关管s8与第十开关管sl2连接，第七开关管s7通过电感l2与co连接，第八开关管s8通过电感l1与c0连接。
16.第一开关管s1上连接有一号二极管d1，第二开关管s2上连接有二号二极管d2，第三开关管s3上连接有三号二极管d3，第四开关管s4上连接有四号二极管d4，第五开关管s5上连接有五号二极管d5，第六开关管s6上连接有六号二极管d6，第七开关管s7上连接有七号二极管d7，第八开关管s8上连接有八号二极管d8，第九开关管sl1上连接有九号二极管dl1，第十开关管sl2上连接有十号二极管dl2，第五开关管s5、第六开关管s6采用工频管。
17.参照图1，本发明包括六种工作模态，如下所示：
18.第一工作模态(正2电平)：单位功率因数电流路径为正极端i+
→
s1
→
s2
→
l1
→
co
→
sl2
→
负极端i-；非单位功率因数电流路径相应为co
→
l1
→
d2
→
d1
→
正极端i+
→
负极端i
‑→
dl2；
19.第二工作模态(正1电平)：单位功率因数电流路径为n
→
d5
→
s2
→
l1
→
co
→
sl2
→
负极端i-；非单位功率因数电流路径相应为co
→
l1
→
d2
→
s5
→
负极端i
‑→
dl2；
20.第三工作模态(正0电平)：单位功率因数电流路径为l1
→
co
→
sl2
→
d8；非单位功率因数电流路径相应为co
→
l1
→
s8
→
dl2；
21.第四工作模态(负2电平)：单位功率因数电流路径为正极端i+
→
sl1
→
co
→
l2
→
s3
→
s4
→
负极端i-；非单位功率因数电流路径相应为co
→
dl1
→
正极端i+
→
负极端i
‑→
d4
→
d3
→
l2；
22.第五工作模态(负1电平)：单位功率因数电流路径为正极端i+
→
sl1
→
co
→
l2
→
s3
→
d6
→
n；非单位功率因数电流路径相应为n
→
s6
→
d3
→
l2
→
co
→
dl1
→
正极端i+；
23.第六工作模态(负0电平)：单位功率因数电流路径为l2
→
d7
→
sl1
→
co；非单位功率因数电流路径相应为co
→
dl1
→
s7
→
l2。
24.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种五电平拓扑，包括第一母线电容c1、第二母线电容c2、钳位电容c0，其特征在于，所述第一母线电容c1一端连接有正极端i+、第一开关管s1、第七开关管s7、第九开关管sl1，所述第一母线电容c1另一端连接有负极端i-、第四开关管s4、第八开关管s8、第十开关管sl2，所述第二母线电容c2一端与第一母线电容c1连接，所述第二母线电容c2另一端与负极端i-连接，且所述第二母线电容c2远离负极端i-一端还连接有第五开关管s5、第六开关管s6，其中第五开关管s5连接有第一开关管s1、第二开关管s2，所述第六开关管s6连接有第三开关管s3、第四开关管s4，第一开关管s1与第九开关管sl1连接，第八开关管s8与第十开关管sl2连接，所述第七开关管s7通过电感l2与co连接，所述第八开关管s8通过电感l1与c0连接。2.根据权利要求1所述的一种五电平拓扑，其特征在于，所述第一开关管s1上连接有一号二极管d1，第二开关管s2上连接有二号二极管d2，第三开关管s3上连接有三号二极管d3，第四开关管s4上连接有四号二极管d4。3.根据权利要求1所述的一种五电平拓扑，其特征在于，所述第五开关管s5上连接有五号二极管d5，第六开关管s6上连接有六号二极管d6，第七开关管s7上连接有七号二极管d7，第八开关管s8上连接有八号二极管d8。4.根据权利要求1所述的一种五电平拓扑，其特征在于，所述第九开关管sl1上连接有九号二极管dl1，第十开关管sl2上连接有十号二极管dl2。5.根据权利要求1所述的一种五电平拓扑，其特征在于，所述第五开关管s5、第六开关管s6采用工频管。

技术总结
本发明公开了一种五电平拓扑，涉及功率变换技术领域，包括第一母线电容C1、第二母线电容C2、钳位电容C0，所述第一母线电容C1一端连接有正极端I+、第一开关管S1、第七开关管S7、第九开关管SL1，所述第一母线电容C1另一端连接有负极端I-、第四开关管S4、第八开关管S8、第十开关管SL2，所述第二母线电容C2一端与第一母线电容C1连接，所述第二母线电容C2另一端与负极端I-连接，且所述第二母线电容C2远离负极端I-一端还连接有第五开关管S5、第六开关管S6。第六开关管S6。第六开关管S6。


技术研发人员：杨静 张宇恒
受保护的技术使用者：上海枫守智能信息技术有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/8/4