[实用新型]五电平拓扑单元及五电平交直流变换器

摘要

本实用新型涉及一种五电平拓扑单元。该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、第九开关器件、第十开关器件；第一电容、第二电容、第三电容及第四电容；五电平拓扑单元在各开关器件的作用下工作在五个工作模态，以满足交流端的交流电压。本实用新型还涉及一种五电平交直流变换器。上述五电平拓扑单元及五电平交直流变换器，在直流电压一定时，交流端的交流电的最大幅值更高。因此，可降低交流侧并网变压器和交流线缆的成本及损耗，从而降低整个系统的成本；并且系统可靠性高，效率高；开关器件的封装结构的通用性高，体积小。

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、第八开关器件、第九开关器件、第十开关器件、第一电容、第二电容、第三电容及第四电容；所述五电平拓扑单元与直流电源连接；所述直流电源的直流正端与直流负端之间并联有第一支路、第二支路和第三支路；其中，所述第一支路包括相连的所述第一电容和所述第二电容，所述第一电容和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一连接端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连接端的电极连接所述直流电源的直流负端；所述第二支路包括依次连接的所述第二开关器件、所述第三开关器件、所述第四开关器件和所述第五开关器件，所述第二开关器件未连接所述第三开关器件的一端与所述直流正端连接，所述第五开关器件未连接所述第四开关器件的一端与所述直流负端连接；所述第三支路包括依次连接的所述第一开关器件、所述第七开关器件、所述第八开关器件及所述第六开关器件，所述第一开关器件未连接所述第七开关器件的一端连接所述直流正端，所述第六开关器件未连接所述第八开关器件的一端连接所述直流负端；所述第七开关器件和所述第八开关器件的公共连接端作为交流端；所述第九开关器件和所述第十开关器件设置于所述第一连接端和所述交流端之间的电路上；所述第一开关器件和所述第七开关器件之间的公共连接端通过所述第三电容与所述第二开关器件与所述第三开关器件的公共连接端连接；所述第六开关器件和所述第八开关器件的公共连接端通过所述第四电容与所述第四开关器件与所述第五开关器件的公共连接端连接；所述五电平拓扑单元工作模态包括第一工作模态、第二工作模态、第三工作模态、第四工作模态以及第五工作模态；在所述五电平拓扑单元的一个工作周期内，所述五电平拓扑单元依次工作在所述第一工作模态、所述第二工作模态、所述第三工作模态、所述第二工作模态、所述第一工作模态、所述第四工作模态、所述第五工作模态、所述第四工作模态及所述第一工作模态，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直流正端的电压相等；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直流正端的电压的两倍；当所述五电平拓扑单元工作在所述第四工作模态时，所述交流端的电压与所述直流负端相等；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直流负端电压的两倍。