[发明专利]单相半桥三电平电路及逆变器

权利要求书

1.一种单相半桥三电平电路，其特征在于：包括第一直流输入端、中点电平端、第二直流输入端、第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件和第六开关器件，以及第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管；

第一开关器件的第一端和第七二极管的第二端接第一直流输入端，第四开关器件的第二端和第八二极管的第一端接第二直流输入端；

第五二极管的第一端、第六二极管的第二端、第九二极管的第一端、第十二极管的第二端相连后接所述中点电平端，第五二极管的第二端接第一开关器件的第二端和第二开关器件的第一端，第六二极管的第一端接第三开关器件的第二端和第四开关器件的第一端；

第五开关器件的第一端接第九二极管的第二端，第六开关器件的第二端接第十二极管的第一端；第五开关器件的第二端和第六开关器件的第一端相连，其连接点接第七二极管的第一端和第八二极管的第二端；

第二开关器件的第二端和第三开关器件的第一端相连，其连接点与交流输出端之间连接有阻流元件；第七二极管的第一端和第八二极管的第二端的连接点与交流输出端之间连接有第二电感；

第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件和第六开关器件分别反向并联有第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十一二极管和第十二二极管。

2.根据权利要求1所述的单相半桥三电平电路，其特征在于：所述第一开关器件、第四开关器件为金属氧化物半导体场效应晶体管，第二开关器件、第三开关器件、第五开关器件、第六开关器件均为绝缘栅双极晶体管。

3.根据权利要求1所述的单相半桥三电平电路，其特征在于：所述阻流元件为电感。

4.根据权利要求1至3任一项所述的单相半桥三电平电路，其特征在于：包括八种工作模态，分别为：

第一工作模态：电流经第一直流输入端、第一开关器件、第二开关器件、阻流元件至交流输出端；

第二工作模态：电流经中点电平端、第五二极管、第二开关器件、阻流元件至交流输出端；

第三工作模态：电流经交流输出端、阻流元件、第三开关器件、第四开关器件至第二直流输入端；

第四工作模态：电流经交流输出端、阻流元件、第三开关器件、第六二极管至中点电平端；

第五工作模态：电流经交流输出端、第二电感、第六开关器件、第十二极管至中点电平端；

第六工作模态：电流经交流输出端、第二电感、第七二极管至第一直流输入端；

第七工作模态：电流经中点电平端、第九二极管、第五开关器件、第二电感至交流输出端；

第八工作模态：电流经第二直流输入端、第八二极管、第二电感至交流输出端。

5.根据权利要求1至3任一项所述的单相半桥三电平电路，其特征在于：设置有第一开关条件和第二开关条件，在所述第一开关条件下，第一开关器件和第六开关器件以互补的高频脉冲信号触发动作，第二开关器件导通，第三、第四、第五开关器件关断；在所述第二开关条件下，第一、第二、第六开关器件关断，第三开关器件导通，第四开关器件和第五开关器件以互补的高频脉冲信号触发动作。

6.根据权利要求5所述的单相半桥三电平电路，其特征在于：所述第一开关器件在第一开关条件下的高频脉冲信号与第四开关器件在第二开关条件下的高频脉冲信号相同；第五开关器件在第二开关条件下的高频脉冲信号与第六开关器件在第一开关条件下的高频脉冲信号相同。

7.一种三电平逆变器，其特征在于：包括至少一个权利要求1至6中任意一项所述的单相半桥三电平电路，所述单相半桥三电平电路的第一直流输入端均接直流电源的正极，第二直流输入端均接直流电源的负极，中点电平端均接直流电源的中点电位端。

8.根据权利要求7所述的三电平逆变器，其特征在于：所述直流电源的中点电位端通过分别在第一直流输入端和中点电平端之间、中点电平端和第二直流输入端之间接入电压相同的电压源来构造。

9.根据权利要求8所述的三电平逆变器，其特征在于：所述电压相同的电压源为参数相同的电容。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的三电平逆变器，其特征在于，所述每个单相半桥三电平电路的交流输出端与交流负载或电网之间连接有滤波电路。