CN103178736A - 一种五电平逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第一二极管和第二开关管串联在第一支路上，第二二极管和第五开关管串联在第二支路上；所述第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端，所述第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端。本发明中的逆变器的高频漏电流为零，并且相比于三电平电压效率更高。

Description

一种五电平逆变器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种五电平逆变器。

背景技术

逆变器根据应用场合和控制方式的不同，可分为离网型逆变器和并网型逆变器，在并网型逆变器中根据是否带有变压器又可分为变压器隔离型逆变器和无变压器型逆变器。无变压器型逆变器由于系统结构简单，效率高，体积小，成本低等诸多优点，得到了快速的发展。已经成为光伏中小功率的主流。

但是无变压器型逆变器由于不能实现直流输入源和交流电网间的电气隔离，因此，使得高频漏电流为零是保证无变压器型逆变器稳定性的一个关键指标。图1为一种H6拓扑的无变压器型逆变器，在该逆变器处于第一工作模态时，开关管S2、S4和S5导通，共模电压为V，其中V为直流电压输入的输出电压值，在第二工作模态时，开关管S4导通，共模电压为V，在第三工作模态时，开关管S1、S3和S6导通，共模电压为V，可以看出，图1所示的逆变器的共模电压为常数V，因此高频漏电流为零，保证了逆变器的稳定性，但是该逆变器的为三电平逆变器，因此效率很低。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种五电平逆变器，以实现保证高频漏电流为零的同时提高逆变器的效率。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：

本发明提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第一二极管和第二开关管串联在第一支路上，第二二极管和第五开关管串联在第二支路上；所述第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端，所述第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一电感的第一端、和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二储能单元的第二端、所述直流升压电路的输入端、直流电源的正输出端、第一储能单元的第一端以及第二支路的第一端；

第二支路的第二端连接第二电感的第一端、第二防逆流管的第一端和第四开关管的第二端；

第三开关管的第一端连接第二电感的第二端，第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的负极和第二开关管的第一端；

第一二极管的正极连接第二二极管的正极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的正输出端；

第二二极管的负极连接第四开关管的第二端和第五开关管的第一端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，所述第五开关管和第二二极管串联在第二支路上，第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的负极和第二开关管的第一端；

第一二极管的正极连接第二支路的第一端、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的正输出端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第二支路的第二端、第二防逆流管的第一端、和第四开关管的第二端，第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第二开关管和第一二极管串联在第一支路上。第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一防逆流管的第一端和第一电感的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二二极管的正极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的正输出端；

第二二极管的负极连接第五开关管的第一端和第四开关管的第二端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端，第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第一二极管和第二开关管串联在第一支路上，第二二极管和第五开关管串联在第二支路上。第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第二端流向第一端，第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第二端流向第一端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一电感的第一端、和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二储能单元的第二端、所述直流升压电路的输入端、直流电源的负输出端、第一储能单元的第一端以及第二支路的第一端；

第二支路的第二端连接第四开关管的第二端、第二防逆流管的第一端、和第二电感的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的正极和第二开关管的第一端；

第一二极管的负极连接第二二极管的负极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的负输出端；

第二二极管的正极连接第四开关管的第二端和第五开关管的第一端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第五开关管和第二二极管串联在第二支路上，所述第二二极管使得所述第二支路的电流从第二支路的第二端流向第一端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的正极和第二开关管的第一端；

第一二极管的负极连接第二支路的第一端、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的负输出端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第四开关管的第二端、第二支路的第二端和第二防逆流管的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

本发明还提供了一种五电平逆变器，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第二开关管和第一二极管串联在第一支路上。第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第二端流向第一端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一防逆流管的第一端和第一电感的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二二极管的负极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的负输出端；

第二二极管的正极连接第五开关管的第一端和第四开关管的第二端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端，第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

附图说明

图1为现有技术中的H6拓扑的逆变器；

图2为本发明提供的五电平逆变器的一具体实施例的拓扑图；

图3为图2所示的五电平逆变器的一具体结构；

图4A为图3所示的逆变器处于第一工作模态时的拓扑图；

图4B为图3所示的逆变器处于第二作模态时的拓扑图；

图4C为图3所示的逆变器处于第三工作模态时的拓扑图；

图4D为图3所示的逆变器处于第四工作模态时的拓扑图；

图4E为图3所示的逆变器处于第五工作模态时的拓扑图；

图4F为图3所示的逆变器处于第六工作模态时的拓扑图；

图5为图3所示的逆变器输出的周期信号；

图6为V1小于最低要求逆变电压时逆变器输出的周期信号；

图7为图2所示的五电平逆变器的另一具体结构；

图8为图2所示的五电平逆变器的另一具体结构；

图9为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图；

图10为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图；

图11为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图；

图12为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图；

图13为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图；

图14为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图；

图15为本发明提供的五电平逆变器的另一具体实施例的拓扑图。

具体实施方式

请参阅图2，本发明提供了五电平逆变器的一具体实施例，在该实施例中，所述五电平逆变器包括第一储能器件Q1、第二储能器件Q2、直流升压电路F、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第一防逆流管DM1和第二防逆流管DM2。其中，第一二极管DF1和第二开关管T2串联在第一支路上，第二二极管DF2和第五开关管T5串联在第二支路上。第一二极管DF1使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端，第二二极管DF2使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端。

第一开关管T1的第一端连接第二储能单元Q2的第一端、直流升压电路F的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一支路的第二端、第一电感L1的第一端、和第一防逆流管DM1的第一端。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第一支路的第一端连接第二储能单元Q2的第二端、所述直流升压电路F的输入端、直流电源M的正输出端、第一储能单元Q1的第一端以及第二支路的第一端。

第二支路的第二端连接第二电感L2的第一端、第二防逆流管DM2的第一端和第四开关管T4的第二端。

第三开关管T3的第一端连接第二电感L2的第二端，第三开关管T3的第二端连接直流电源M的负输出端、第一储能单元Q1的第二端、第一防逆流管DM1的第二端、第二防逆流管DM2的第二端、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一防逆流管DM1用于第一开关管T1或第二开关管T2导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端，即防止电流从第一二极管DF1与第一开关管T1的公共节点流向直流电源M的负输出端。

所述第二防逆流管用于第四开关管T4或第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端，即防止电流从第二二极管DF2与第四开关管T4的公共节点流向直流电源M的负输出端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中，第一支路包括串联的第一二极管DF1和第二开关管T2，第一二极管DF1和第二开关管T2的位置可以如图2所示，第二开关管T2的第一端为第一支路的第一端，第二开关管T2的第二端与第一二极管DF1的正极相连，第一二极管DF1的负极为所述第一支路的第二端，也可以将图2中的第一二极管DF1和第二开关管T2的位置互换，此时第一二极管DF1的正极为所述第一支路的第一端，第一二极管DF1的负极与第二开关管T2的第一端相连，第二开关管T2的第二端为所述第一支路的第二端。

第二支路包括串联的第二二极管DF2和第五开关管T5，第二二极管DF2和第五开关管T5的位置可以如图2所示，第五开关管T5的第一端为第二支路的第一端，第五开关管T5的第二端与第二二极管DF2的正极相连，第二二极管DF2的负极为所述第二支路的第二端，也可以将图2中的第二二极管DF2和第五开关管T5的位置互换，此时第二二极管DF2的正极为所述第二支路的第一端，第二二极管DF2的负极与第五开关管T5的第一端相连，第五开关管T5的第二端为所述第二支路的第二端。

优选地，第一电感L1和第二电感L2的电感值相同。

在本实施例中，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、和第六开关管T6均可以为任何形式的开关管，例如IGBT、MOS管等。并且每个开关管的器件本身均已反并联二极管。在图2中，示出的开关管具体MOS管，并且第一开关管T1、第三开关管T3、第四开关管T4、和第六开关管T6为MOS管时，各个MOS管本身，分别具有与各个MOS管反向并联的二极管D1、D3、D4、和D6，第一开关管T1、第三开关管T3、第四开关管T4、和第六开关管T6中的各个MOS管反向并联的二极管的正极为该MOS管的第二端，各个MOS管反向并联的二极管的负极为该MOS管的第一端。第一支路中的第一二极管DF1和第二开关管T2的反向并联二极管D2反向连接，第二支路中的第二二极管DF2和第五开关管T5的反向并联二极管D5反向连接。

在本实施例中，第一储能的单元和第二储能单元可以为电容，直流升压电路可以为DC/DC升压电路，直流电源可以为PV(Photo Voltaics，光伏)电源，第一防逆流管和第二防逆流管可以为二极管，或者开关管。下面提供一个具体电路。

如图3所示，本实施例中的直流电源为PV电源(即图3中的PV)，第一储能单元和第二储能单元分别为第一电容C1和第二电容C2，直流升压电路为DC/DC升压电路(即图3中的DC/DC)，第一防逆流管和第二防逆流管分别为第三二极管DF3和第四二极管DF4，第一防逆流管的第一端即第三二极管DF3的负极，第一防逆流管的第二端即第三二极管DF3的正极，第二防逆流管的第一端即第四二极管DF4的负极，第二防逆流管的第二端即第四二极管DF4的正极。下面根据图3的具体电路对本实施例提供的五电平逆变器进行说明。需要强调的一点是，在下面对本实施例进行说明时，第一储能单元和第二储能单元，直流电源、直流升压电路和第一、第二防逆流管并不仅限于图3的具体结构。

图3所示的五电平逆变器，共有六种工作模态，下面分别参考图4A-图4F对六种工作模态作具体说明，其中图4A-图4F中，实线代表有电流流过，虚线代表没有电流。如图4A所示，所述逆变器处于第一工作模态时，第一开关管T1和第三开关管T3导通，第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止，电流流经：PV电源正输出端、DC/DC升压电路→第一开关管T1→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。

如图4B所示，逆变器处于第二工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止，电流流经：PV电源正输出端→第一支路→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。

如图4C所示，逆变器处于第三工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止，电流流经：第三二极管DF3→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→第三二极管DF3。

如图4D所示，逆变器处于第四工作模态时，第四开关管T4和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第五开关管T5截止，电流流经：PV电源正输出端→DC/DC升压电路→第四开关管T4→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。

如图4E所示，逆变器处于第五工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止，电流流经：PV电源正输出端→第二支路→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。

如图4F所示，逆变器处于第六工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止，电流流经：第四二极管DF4→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→第四二极管DF4。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压为连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV负输出端N的电压。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点之间的电压差V_BN，并且V_BN＝0，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝0，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数0，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出信号为周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点与B点之间的电压差为正电压，在第四时段、第五时段和第六时段时，A点与B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的电压，为正半周的正弦波信号。设PV电源的输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图3中P点和N点之间的电压值，为V2，显然V2大于V1。在第一时段、第二时段和第三时段这三个时段中，输出信号u的最大电压值不高于V2。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。在第四时段、第五时段和第六时段这三个时段中，输出信号u的最低电压值不低于-V2。

由于逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器输出的电压不得低于该最低要求逆变电压。当V1小于该最低要求逆变电压时，DC/DC升压电路升压后的电压值V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器的输出信号u如图6所示，在图6中，第一时段和第三时段中，逆变器的输出信号u的电压值在0到V1之间，在第二时段中，逆变器的输出信号u的电压值在V1到V2之间。第四时段和第六时段中，逆变器的输出信号u的电压值在0到-V1之间，在第五时段中，逆变器的输出信号u的电压值在-V1到-V2之间。并且t1和t2时刻，逆变器的输出信号u电压值为V1，在t4和t5时刻，逆变器的输出信号u电压值为-V1。

如图7所示，当图3所示的逆变器的输出端连接交流电网时，图3所示的逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图3所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。如图8所示，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。

所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第七开关管T7导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第八开关管T8导通。

在本发明提供的所有的五电平逆变器的具体实施例中，所述五电平逆变器还可以包括第一电感L1和第二电感L2。

请参阅图9，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一二极管DF1的负极和第二开关管T2的第一端。

第一二极管DF1的正极连接第二二极管DF2的正极、第二电容C2的第二端、第一电容C1的第一端、DC/DC升压电路的输入端和PV电源的正输出端。

第二二极管DF2的负极连接第四开关管T4的第二端和第五开关管T5的第一端。

第二开关管T2的第二端连接第一电感L1的第一端和第三二极管DF3的负极。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第二电感L2的第一端连接第五开关管T5的第二端和第四二极管DF4的负极。

第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的负输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的正极、第四二极管DF4的正极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第二开关管T2导通时，防止电流从第一防逆流管的第一端流向第二端即可，其中第一防逆流管的第一端与第二开关管的第二端相连，第二端与PV电源的负输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管第一端流向第二端即可，其中第二防逆流管的第一端与第五开关管的第二端相连，第二端与PV电源的负输出端相连。

优选地，第一电感L1和第二电感L2的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。该逆变器处于第一工作模态时，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3导通，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第四工作模态时，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3截止。所述逆变器处于第五工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止。所述逆变器处于第六工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端、DC/DC升压电路→第一开关管T1→第二开关管T2→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第一二极管DF1→第二开关管T2→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第三二极管DF3→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→第三二极管DF3。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→DC/DC升压电路→第四开关管T4→第五开关管T5→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第二二极管DF2→第五开关管T5→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→第四二极管DF4。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV负输出端N的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝0，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝0，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数0，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出信号为周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点和B点之间的电压差为正电压，B点为负电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点和B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图9中P点和N点的电压值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图9所示的逆变器的交流输出端可以连接交流电网，此时所述逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图9所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第七开关管T7导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第八开关管T8导通。

请参阅图10，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。其中，所述第五开关管T5和第二二极管DF2串联在第二支路上。第二二极管DF2使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一二极管DF1的负极和第二开关管T2的第一端。

第一二极管DF1的正极连接第二支路的第一端、第二电容C2的第二端、第一电容C1的第一端、DC/DC升压电路的输入端和PV电源的正输出端。

第二开关管T2的第二端连接第一电感L1的第一端和第三二极管DF3的负极。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第二电感L2的第一端连接第二支路的第二端、第四二极管DF4的负极、和第四开关管T4的第二端，第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的负输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的正极、第四二极管DF4的正极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第二开关管T2导通时，防止电流从第一防逆流管的第一端流向第二端即可，其中第一防逆流管的第一端与第二开关管的第二端相连，第二端与PV电源的负输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第四开关管T4或第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管第一端流向第二端即可，其中第二防逆流管的第一端与第四开关管的第二端相连，第二端与PV电源的负输出端相连。

优选地，第一电感和第二电感的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定。

本实施例中，第二支路包括串联的第二二极管DF2和第五开关管T5，第二二极管DF2和第五开关管T5的位置可以如图10所示，第五开关管T5的第一端为第二支路的第一端，第五开关管T5的第二端与第二二极管DF2的正极相连，第二二极管DF2的负极为所述第二支路的第二端，也可以将图10中的第二二极管DF2和第五开关管T5的位置互换，此时第二二极管DF2的正极为所述第二支路的第一端，第二二极管DF2的负极与第五开关管T5的第一端相连，第五开关管T5的第二端为所述第二支路的第二端。第五开关管T5并联的反向二极管D5与第二二极管DF2反向连接。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。该逆变器处于第一工作模态时，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3导通，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止所述逆变器处于第四工作模态时，第四开关管T4和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第五开关管T5截止所述逆变器处于第五工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止所述逆变器处于第六工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端、DC/DC升压电路→第一开关管T1→第二开关管T2→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第一二极管DF1→第二开关管T2→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第三二极管DF3→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→第三二极管DF3。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→DC/DC升压电路→第四开关管T4→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第二支路→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→第四二极管DF4。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV负输出端N的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝0，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝0，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数0，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出信号为周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点与B点之间的电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点与B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV电源输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图10中P点和N点的电压值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图10所示的逆变器的交流输出端可以连接交流电网，此时所述逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图10所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第七开关管T7导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第八开关管T8导通。

请参阅图11，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。其中，第二开关管T2和第一二极管DF1串联在第一支路上。第一二极管DF1使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一支路的第二端、第三二极管DF3的负极和第一电感L1的第一端。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第一支路的第一端连接第二二极管DF2的正极、第二电容C2的第二端、第一电容C1的第一端、DC/DC升压电路的输入端和PV电源的正输出端。

第二二极管DF2的负极连接第五开关管T5的第一端和第四开关管T4的第二端。

第二电感L2的第一端连接第五开关管T5的第二端和第四开关管DF4的负极，第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的负输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的正极、第四二极管DF4的正极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从第一防逆流管的第一端流向第二端即可，其中第一防逆流管的第一端与第一开关管的第二端相连，第二端与PV电源的负输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端即可，其中第二防逆流管的第一端与第五开关管的第二端相连，第二端与PV电源的负输出端相连。

优选地，第一电感L1的电感值和第二电感L2的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定。

本实施例中，第一支路包括串联的第一二极管DF1和第二开关管T2，第一二极管DF1和第二开关管T2的位置可以如图11所示，第二开关管T2的第一端为第一支路的第一端，第二开关管T2的第二端与第一二极管DF1的正极相连，第一二极管DF1的负极为所述第一支路的第二端，也可以将图11中的第一二极管DF1和第二开关管T2的位置互换，此时第一二极管DF1的正极为所述第一支路的第一端，第一二极管DF1的负极与第二开关管T2的第一端相连，第二开关管T2的第二端为所述第一支路的第二端。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。该逆变器处于第一工作模态时，第一开关管T1和第三开关管T3导通，第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第四工作模态时，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3截止。所述逆变器处于第五工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止。所述逆变器处于第六工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端、DC/DC升压电路→第一开关管T1→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第一支路→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第三二极管DF3→第一电感L1→交流电网G→第三开关管T3→第三二极管DF3。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→DC/DC升压电路→第四开关管T4→第五开关管T5→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第二二极管DF2→第五开关管T5→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第二电感L2→交流电网G→第六开关管T6→第四二极管DF4。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV负输出端N的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝0，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝0，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压均为0，不会产生高频漏电流。

该逆变器输出信号为周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点和B点之间的电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点和B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图11中P点和N点的电压值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，直流升压电路的输出端与直流电源的负输出端的电压差V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图11所示的逆变器的交流输出端可以连接交流电网，此时所述逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图11所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第七开关管T7导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第八开关管T8导通。

请参阅图12，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。其中，第一二极管DF1和第二开关管T2串联在第一支路上，第二二极管DF2和第五开关管T5串联在第二支路上。第一二极管DF1使得第一支路的电流从第一支路的第二端流向第一端，第二二极管DF2使得第二支路的电流从第二支路的第二端流向第一端。

本实施例中的逆变器为图3所示的逆变器的对偶电路。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一支路的第二端、第一电感L1的第一端、和第三二极管DF3的正极。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第一支路的第一端连接第二电容C2的第二端、所述DC/DC升压电路的输入端、PV电源的负输出端、第一电容C1的第一端以及第二支路的第一端。

第二支路的第二端连接第四开关管T4的第二端、第四二极管DF4的正极、和第二电感L2的第一端。

第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的正输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的负极、第四二极管DF4的负极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第一开关管T1或第二开关管T2导通时，防止电流从第一防逆流管的第二端流向第一端即可，其中第一防逆流管的第一端与第一开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第四开关管T4或第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管第二端流向第一端即可，其中第二防逆流管的第一端与第四开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。

在本实施例中，第一开关管T1、第三开关管T3、第四开关管T4、和第六开关管T6均可以为任何形式的开关管，例如IGBT、MOS管等。并且每个开关管的器件本身均已反并联二极管。在图12中，示出的开关管具体为MOS管，并且第一开关管T1、第三开关管T3、第四开关管T4、和第六开关管T6为MOS管时，各个MOS管本身，分别具有与各个MOS管反向并联的二极管D1、D3、D4、和D6，第一开关管T1、第三开关管T3、第四开关管T4、和第六开关管T6中各个MOS管反向并联的二极管的正极为该MOS管的第一端，各个MOS管反向并联的二极管的负极为该MOS管的第二端。第二开关管T2的反向并联二极管D2与第一二极管DF1反向连接，第五开关管T5的反向并联二极管D5与第二二极管DF2反向连接。

优选地，第一电感L1的电感值和第二电感L2的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定。

本实施例中，第一支路包括串联的第一二极管DF1和第二开关管T2，第一二极管DF1和第二开关管T2的位置可以如图12所示，第二开关管T2的第一端为第一支路的第一端，第二开关管T2的第二端与第一二极管DF1的负极相连，第一二极管DF1的正极为所述第一支路的第二端，也可以将图12中的第一二极管DF1和第二开关管T2的位置互换，此时第一二极管DF1的负极为所述第一支路的第一端，第一二极管DF1的正极与第二开关管T2的第一端相连，第二开关管T2的第二端为所述第一支路的第二端。

第二支路包括串联的第二二极管DF2和第五开关管T5，第二二极管DF2和第五开关管T5的位置可以如图12所示，第五开关管T5的第一端为第二支路的第一端，第五开关管T5的第二端与第二二极管DF2的负极相连，第二二极管DF2的正极为所述第二支路的第二端，也可以将图12中的第二二极管DF2和第五开关管T5的位置互换，此时第二二极管DF2的负极为所述第二支路的第一端，第二二极管DF2的正极与第五开关管T5的第一端相连，第五开关管T5的第二端为所述第二支路的第二端。第二开关管T2并联的反向二极管D2与第一二极管DF1反向连接。第五开关管T5并联的反向二极管D5与第二二极管DF2反向连接。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。所述逆变器处于第一工作模态时，第四开关管T4和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第五开关管T5截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。所述逆变器处于第四工作模态时，第一开关管T1和第三开关管T3导通，第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第五工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第六工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第四开关管T4→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第二支路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第四二极管DF4。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第一开关管T1→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第一支路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流流经：第三二极管DF3→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第三二极管DF3。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV电源负输出端，即N点的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝V1，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝V1，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数V1，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出信号为周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点和B点之间的电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点和B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV电源输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图12中N’点和P点的电压差值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图12所示的逆变器的交流输出端可以连接交流电网，此时所述逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图12所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第八开关管T8导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第七开关管T7导通。

请参阅图13，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。本实施例中的逆变器为图9所示的逆变器的对偶电路。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一二极管DF1的正极和第二开关管T2的第一端。

第一二极管DF1的负极连接第二二极管DF2的负极、第二电容C2的第二端、第一电容C1的第一端、DC/DC升压电路的输入端和PV电源的负输出端。

第二二极管DF2的正极连接第四开关管T4的第二端和第五开关管T5的第一端。

第二开关管T2的第二端连接第一电感L1的第一端和第三二极管DF3的正极。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第二电感L2的第一端连接第五开关管T5的第二端和第四二极管DF4的正极，第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的正输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的负极、第四二极管DF4的负极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第二开关管T2导通时，防止电流从第一防逆流管的第二端流向第一端即可，其中第一防逆流管的第一端与第二开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管第二端流向第一端即可，其中第二防逆流管的第一端与第五开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。

优选地，第一电感L1和第二电感L2的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。所述逆变器处于第一工作模态时，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。所述逆变器处于第四工作模态时，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3导通，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第五工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第六工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第五开关管T5→第四开关管T4→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第五开关管T5→第二二极管DF2→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第四二极管DF4。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第二开关管T2→第一开关管T1→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第二开关管T2→第一二极管DF1→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流流经：第三二极管DF3→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第三二极管DF3。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV电源负输出端，即N点的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝V1，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝V1，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数V1，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点和B点之间的电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点和B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图13中N’点和P点的电压差值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图13所示的逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图13所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第八开关管T8导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第七开关管T7导通。

请参阅图14，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。其中，第五开关管T5和第二二极管DF2串联在第二支路上。所述第二二极管DF2使得所述第二支路的电流从第二支路的第二端流向第一端。

本实施例中的逆变器为图10所示的逆变器的对偶电路。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一二极管DF1的正极和第二开关管T2的第一端。

第一二极管DF1的负极连接第二支路的第一端、第二电容C2的第二端、第一电容C1的第一端、DC/DC升压电路的输入端和PV电源的负输出端。

第二开关管T2的第二端连接第一电感L1的第一端和第三二极管DF3的正极。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第二电感L2的第一端连接第四开关管T4的第二端、第四二极管DF4的正极和第二支路的第二端。

第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的正输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的负极、第四二极管DF4的负极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第二开关管T2导通时，防止电流从第一防逆流管的第二端流向第一端即可，其中第一防逆流管的第一端与第二开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第五开关管T5或第四开关管T4导通时，防止电流从所述第二防逆流管第二端流向第一端即可，其中第二防逆流管的第一端与第四开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。

优选地，第一电感L1的电感值和第二电感L2的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定

在本实施例中，第二支路包括串联的第二二极管DF2和第五开关管T5，第二二极管DF2和第五开关管T5的位置可以如图14所示，第五开关管T5的第一端为第二支路的第一端，第五开关管T5的第二端与第二二极管DF2的负极相连，第二二极管DF2的正极为所述第二支路的第二端，也可以将图14中的第二二极管DF2和第五开关管T5的位置互换，此时第二二极管DF2的负极为所述第二支路的第一端，第二二极管DF2的正极与第五开关管T5的第一端相连，第五开关管T5的第二端为所述第二支路的第二端。第五开关管T5并联的反向二极管D5与第二二极管DF2反向连接。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。所述逆变器处于第一工作模态时，第四开关管T4和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第五开关管T5截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。所述逆变器处于第四工作模态时，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3导通，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第五工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第六工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第四开关管T4→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第二支路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第四二极管DF4。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第二开关管T2→第一开关管T1→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第二开关管T2→第一二极管DF1→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流依次流经：第三二极管DF3→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第三二极管DF3。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV电源负输出端，即N点的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝V1，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝V1，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数V1，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点和B点之间电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点和B点之间电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图14中P点和N’点的电压差值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图14所示的逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图14所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第八开关管T8导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第七开关管T7导通。

请参阅图15，本发明还提供了五电平逆变器的另一具体实施例，在本实施例中，所述逆变器包括第一电容C1、第二电容C2、DC/DC升压电路、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第五开关管T5、第六开关管T6、第一二极管DF1、第二二极管DF2、第三二极管DF3和第四二极管DF4。其中，第二开关管T2和第一二极管DF1串联在第一支路上。第一二极管DF1使得第一支路的电流从第一支路的第二端流向第一端。

本实施例中的逆变器为图11所示的逆变器的对偶电路。

第一开关管T1的第一端连接第二电容C2的第一端、DC/DC升压电路的输出端以及第四开关管T4的第一端，第一开关管T1的第二端连接第一支路的第二端、第三二极管DF3的正极和第一电感L1的第一端。

第一电感L1的第二端连接第六开关管T6的第一端。

第一支路的第一端连接第二二极管DF2的负极、第二电容C2的第二端、第一电容C1的第一端、DC/DC升压电路的输入端和PV电源的负输出端。

第二二极管DF2的正极连接第五开关管T5的第一端和第四开关管T4的第二端。

第二电感L2的第一端连接第五开关管T5的第二端和第四二极管DF4的正极，第二电感L2的第二端连接第三开关管T3的第一端。

第三开关管T3的第二端连接PV电源的正输出端、第一电容C1的第二端、第三二极管DF3的负极、第四二极管DF4的负极、以及第六开关管T6的第二端。

所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端为所述五电平逆变器的交流输出端，所述交流输出端可以连接交流电网G，即所述第一电感L1的第二端和所述第二电感L2的第二端之间可以连接有交流电网G。

在本实施例中，第三二极管也可以为任一种形式的第一防逆流管，并且只需满足该第一防逆流管用于第一开关管T1或第二开关管T2导通时，防止电流从第一防逆流管的第二端流向第一端即可，其中第一防逆流管的第一端与第一开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。第四二极管也可以为任一种形式的第二防逆流管，并且只需满足该第二防逆流管用于第五开关管T5导通时，防止电流从所述第二防逆流管第二端流向第一端即可，其中第二防逆流管的第一端与第五开关管的第二端相连，第二端与PV电源的正输出端相连。

优选地，第一电感L1的电感值和第二电感L2的电感值相同。

本实施例中的PV电源可以为任一种直流电源，DC/DC升压电路可以为任一种直流升压电路，第一电容和第二电容可以为任何形式的储能单元。本实施例对此并不加限定。

本实施例中，第一支路包括串联的第一二极管DF1和第二开关管T2，第一二极管DF1和第二开关管T2的位置可以如图15所示，第二开关管T2的第一端为第一支路的第一端，第二开关管T2的第二端与第一二极管DF1的负极相连，第一二极管DF1的正极为所述第一支路的第二端，也可以将图15中的第一二极管DF1和第二开关管T2的位置互换，此时第一二极管DF1的负极为所述第一支路的第一端，第一二极管DF1的正极与第二开关管T2的第一端相连，第二开关管T2的第二端为所述第一支路的第二端。第二开关管T2并联的反向二极管D2与第一二极管DF1反向连接。

通过上述技术方案可知，上述五电平逆变器中产生漏电流的源电压等于连接交流电网且电感没有电流流过的桥臂电压对直流电源负输出端的电压，因此源电压始终为常数，故高频漏电流为零，并且上述五电平逆变器通过直流升压电路产生五电平电压，因此相比于三电平电压，效率更高。

本实施例中的五电平逆变器，共有六个工作模态。所述逆变器处于第一工作模态时，第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3截止。所述逆变器处于第二工作模态时，第五开关管T5和第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3和第四开关管T4截止。所述逆变器处于第三工作模态时，第六开关管T6导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4和第五开关管T5截止。所述逆变器处于第四工作模态时，第一开关管T1和第三开关管T3导通，第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第五工作模态时，第二开关管T2和第三开关管T3导通，第一开关管T1、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。所述逆变器处于第六工作模态时，第三开关管T3导通，第一开关管T1、第二开关管T2、第四开关管T4、第五开关管T5和第六开关管T6截止。

其中，所述逆变器处于第一工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第五开关管T5→第四开关管T4→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第二工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第五开关管T5→第二二极管DF2→PV电源负输出端。所述逆变器处于第三工作模态时，电流依次流经：第四二极管DF4→第六开关管T6→交流电网G→第二电感L2→第四二极管DF4。所述逆变器处于第四工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第一开关管T1→DC/DC升压电路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第五工作模态时，电流依次流经：PV电源正输出端→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第一支路→PV电源负输出端。所述逆变器处于第六工作模态时，电流依次流经：第三二极管DF3→第三开关管T3→交流电网G→第一电感L1→第三二极管DF3。

可以看出，由于逆变器处于各个工作模态时仅有单电感工作，则产生漏电流的源电压由连接交流电网且没有电流流过的电感的桥臂电压对PV电源负输出端，即N点的电压决定。因此，第一工作模态、第二工作模态和第三工作模态时，源电压为第一电感的第二端A点和N点的电压差V_AN，并且V_AN＝V1，第四工作模态、第五工作模态和第六工作模态时，源电压为第二电感的第二端B点和N点的电压差V_BN，并且V_BN＝V1，因此，逆变器在六个工作模态时的源电压为常数V1，故不会产生高频漏电流。

该逆变器输出周期信号，可以将该逆变器输出的周期信号在一周期内分为六个时段，分别为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段，其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，A点和B点之间的电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，A点和B点之间的电压差为负电压。下面通过输出正弦波周期信号为例说明。

如图5所示，在第一时段t0-t1和第三时段t2-t3时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态，而在第二时段t1-t2时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为正半周的正弦波信号。

在第四时段t3-t4和第六时段t5-t6时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态，在第五时段t4-t5时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。此时逆变器的输出信号u，即A点和B点之间的输出电压，为负半周的正弦波信号。

逆变器的输出端连接交流电网，因此通常会有一个最低要求逆变电压，而逆变器的输出电压不得低于该最低要求逆变电压。设PV输出电压值为V1，DC/DC升压电路升压后的电压值，即图15中P点和N’点的电压差值，为V2，显然V2大于V1。当V1小于该最低要求逆变电压时，V2必须大于最低要求逆变电压，此时逆变器输出的信号u如图6所示。

图15所示的逆变器还可以包括第三电感L3和第四电感L4，第三电感L3位于第一电感L1和交流电网之间；第四电感L4位于第二电感L2和交流电网之间。第三电感和第四电感的电感值相等，并且很小。第三电感和第四电感用于抑制在无功情况下，电压过零时可能会引起的电流钳位激变。而由于不能对漏电流的影响过大，因此第三电感L3和第四电感L4的电感值不宜取过大。

图15所示的逆变器，第一防逆流管和第二防逆流管为二极管，实际上，第一防逆流管和第二防逆流管还可以为开关管。具体为，第一防逆流管为第七开关管T7，第二防逆流管为第八开关管T8。所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第八开关管T8截止。所述逆变器处于第三工作模态时，所述第八开关管T8导通。所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第七开关管T7截止。所述逆变器处于第六工作模态时，所述第七开关管T7导通。

在本发明提供的所有的五电平逆变器的具体实施例中，均包括第一储能单元、第二储能单元、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管。其中，第一储能单元并联在直流电源的两个输出端，第二储能单元并联在直流升压电路的两个输出端，直流升压电路对直流电源输出电压进行升压。逆变器通过六个开关管、两个二极管和两个防逆流管形成了分别用于六个工作模态的六条通路，每条通路导通时其他通路全部断开。其中三条通路对应逆变器输出正向电压，另外三条通路对应逆变器输出负向电压。输出正向电压的三条通路中，一条是直流升压电路升压后的电压加在交流电网上，另一条是直流电源的未经升压的电压加在交流电网上，最后一条则没有任何电压加在交流电网上。输出负向电压的三条通路中，一条是直流升压电路升压后的电压加在交流电网上，另一条是直流电源的未经升压的电压加在交流电网上，最后一条则没有任何电压加在交流电网上。其中，各个开关管用于形成各个通路，各个防逆流管用于放止逆流短路。

并且在本发明提供的所有的五电平逆变器的具体实施例中，第三开关管和第六开关管分别连接在五电平逆变器的两个输出端与直流电源的同一端之间，因此第三开关管和第六开关管使得源电压始终为常数，从而产生的高频漏电流为零。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第一二极管和第二开关管串联在第一支路上，第二二极管和第五开关管串联在第二支路上；所述第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端，所述第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一电感的第一端、和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二储能单元的第二端、所述直流升压电路的输入端、直流电源的正输出端、第一储能单元的第一端以及第二支路的第一端；

第二支路的第二端连接第二电感的第一端、第二防逆流管的第一端和第四开关管的第二端；

第三开关管的第一端连接第二电感的第二端，第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器处于第一工作模态时，第一开关管和第三开关管导通，第二开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管截止；

所述逆变器处于第二工作模态时，第二开关管和第三开关管导通，第一开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管截止；

所述逆变器处于第三工作模态时，第三开关管导通，第一开关管、第二开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管截止；

所述逆变器处于第四工作模态时，第四开关管和第六开关管导通，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第五开关管截止；

所述逆变器处于第五工作模态时，第五开关管和第六开关管导通，第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管截止；

所述逆变器处于第六工作模态时，第六开关管导通，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管截止。

3.根据权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器输出的周期信号在一周期内分为第一时段、第二时段、第三时段、第四时段、第五时段和第六时段；其中，在第一时段、第二时段和第三时段时，所述第一电感的第二端与第二电感的第二端之间的电压差为正电压，在第三时段、第四时段和第五时段时，所述第一电感的第二端与第二电感的第二端之间的电压差为负电压；

在第一时段和第三时段时，所述逆变器交替处于第二工作模态和第三工作模态；

在第二时段时，所述逆变器交替处于第一工作模态和第二工作模态；

在第四时段和第六时段时，所述逆变器交替处于第五工作模态和第六工作模态；

在第五时段时，所述逆变器交替处于第四工作模态和第五工作模态。

4.根据权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述第一防逆流管为第七开关管，所述第二防逆流管为第八开关管；

所述逆变器处于第一工作模态和第二工作模态时，所述第七开关管截止；

所述逆变器处于第三工作模态时，所述第七开关管导通；

所述逆变器处于第四工作模态和第五工作模态时，所述第八开关管截止；

所述逆变器处于第六工作模态时，所述第八开关管导通。

5.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述第一防逆流管为第三二极管；所述第二防逆流管为第四二极管；

所述第一防逆流管的第一端为第三二极管的负极，所述第一防逆流管的第二端为第三二极管的正极；

所述第二防逆流管的第一端为第四二极管的负极，所述第二防逆流管的第二端为第四二极管的正极。

6.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述直流电源的输出电压小于最低要求逆变电压时，所述直流升压电路的输出端与直流电源的负输出端的电压差大于所述最低要求逆变电压。

7.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器的交流输出端连接交流电网，所述逆变器还包括：第三电感和第四电感；

所述第三电感位于第一电感和交流电网之间；

所述第四电感位于第二电感和交流电网之间。

8.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的负极和第二开关管的第一端；

第一二极管的正极连接第二二极管的正极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的正输出端；

第二二极管的负极连接第四开关管的第二端和第五开关管的第一端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

9.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，所述第五开关管和第二二极管串联在第二支路上，第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第一端流向第二端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的负极和第二开关管的第一端；

第一二极管的正极连接第二支路的第一端、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的正输出端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第二支路的第二端、第二防逆流管的第一端、和第四开关管的第二端，第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

10.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第二开关管和第一二极管串联在第一支路上。第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第一端流向第二端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一防逆流管的第一端和第一电感的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二二极管的正极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的正输出端；

第二二极管的负极连接第五开关管的第一端和第四开关管的第二端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端，第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的负输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第一端流向第二端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第一端流向第二端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

11.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第一二极管和第二开关管串联在第一支路上，第二二极管和第五开关管串联在第二支路上。第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第二端流向第一端，第二二极管使得第二支路的电流从第二支路的第二端流向第一端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一电感的第一端、和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二储能单元的第二端、所述直流升压电路的输入端、直流电源的负输出端、第一储能单元的第一端以及第二支路的第一端；

第二支路的第二端连接第四开关管的第二端、第二防逆流管的第一端、和第二电感的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

12.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的正极和第二开关管的第一端；

第一二极管的负极连接第二二极管的负极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的负输出端；

第二二极管的正极连接第四开关管的第二端和第五开关管的第一端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

13.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第五开关管和第二二极管串联在第二支路上，所述第二二极管使得所述第二支路的电流从第二支路的第二端流向第一端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一二极管的正极和第二开关管的第一端；

第一二极管的负极连接第二支路的第一端、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的负输出端；

第二开关管的第二端连接第一电感的第一端和第一防逆流管的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第二电感的第一端连接第四开关管的第二端、第二支路的第二端和第二防逆流管的第一端；

第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第四开关管或第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

14.一种五电平逆变器，其特征在于，所述逆变器包括第一储能器件、第二储能器件、直流升压电路、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第一防逆流管和第二防逆流管；其中，第二开关管和第一二极管串联在第一支路上。第一二极管使得第一支路的电流从第一支路的第二端流向第一端；

第一开关管的第一端连接第二储能单元的第一端、直流升压电路的输出端以及第四开关管的第一端，第一开关管的第二端连接第一支路的第二端、第一防逆流管的第一端和第一电感的第一端；

第一电感的第二端连接第六开关管的第一端；

第一支路的第一端连接第二二极管的负极、第二储能单元的第二端、第一储能单元的第一端、直流升压电路的输入端和直流电源的负输出端；

第二二极管的正极连接第五开关管的第一端和第四开关管的第二端；

第二电感的第一端连接第五开关管的第二端和第二防逆流管的第一端，第二电感的第二端连接第三开关管的第一端；

第三开关管的第二端连接直流电源的正输出端、第一储能单元的第二端、第一防逆流管的第二端、第二防逆流管的第二端、以及第六开关管的第二端；

所述第一防逆流管用于第一开关管或第二开关管导通时，防止电流从所述第一防逆流管的第二端流向第一端；

所述第二防逆流管用于第五开关管导通时，防止电流从所述第二防逆流管的第二端流向第一端；

所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端为所述逆变器的交流输出端。

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