CN111865124A

CN111865124A - 一种基于开关电容的升压逆变电路

Info

Publication number: CN111865124A
Application number: CN202010670086.4A
Authority: CN
Inventors: 叶远茂; 张国鑫; 怡勇
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2040-07-13
Also published as: CN111865124B

Abstract

本发明提出一种基于开关电容的升压逆变电路，解决了现有升压逆变电路采用过多的高压开关和高压电容器，导致电路开关损耗和成本高的问题，本发明提出的升压逆变电路，采用中压开关电容调节单元替代现有高压开关和多个高压电容器，整个电路未采用高压开关，所有开关所承受的电压和小于现有公开的升压逆变电路中所有开关所承受的电压和，电路的开关损耗和导通损耗减小，即整个电路的损耗降低，另外采用的高压开关数量减少，降低了电路的成本和体积，提升了电路的实用性。

Description

一种基于开关电容的升压逆变电路

技术领域

本发明涉及多电平逆变的技术领域，更具体地，涉及一种基于开关电容的升压逆变电路。

背景技术

光伏发电单元、蓄电池或燃料电池等直流电源的低压直流电转换成高压交流电输出时须用到升压逆变电路，而传统两电平的逆变电路通常需要前级直流升压电路将低压直流电转换成高压直流电，然后再逆变成工业应用需要的交流电，这不但增加了成本和系统复杂性，还降低了系统效率。为此，基于开关电容的单级升压型逆变电路成为了近年的研究热点。

2020年4月28日，Y.Ye,S.Chen,X.Wang，K.W.E.E.Cheng等在IEEE Transactionson Industrial Electronics上发表的Self-Balanced 13-Level Inverter Based onSwitched-Capacitor Structure and Hybrid PWM Algorithm的论文中公开了一种如图1所示的基于开关电容的升压逆变电路，该电路由4个低压开关T₁-T’₁,T₂-T’₂，4个中压开关S₁-S’₁,S₃-S’₃,2个高压开关S₂-S’₂，2个低压电容器C₁-C₂,2个高压电容器C₃-C₄以及4个二极管D₁～D₄构成。电路中的10个开关管构成五对互补导通的开关组合，通过控制开关管的有序通断，可以将输出直流电源的电压V_dc转换成含有13种电平的交流电输出，即0、±V_dc、±2V_dc、±3V_dc、±4V_dc、±5V_dc和±6V_dc。

然而，半导体开关的开关损耗和导通损耗随电压增加而增大，成本也会增加，与此同时，基于开关电容的多电平升压逆变电路中的电容器是容值达几千微法的大电容，电容的成本和体积与其电压成正比，因此，过多高压开关及高压电容器将会导致开关损耗及电路投资成本的增加，无法保证电路的实用性。

发明内容

为克服现有升压逆变电路采用过多的高压开关和高压电容器，导致电路开关损耗和成本高的缺陷，本发明提出一种基于开关电容的升压逆变电路，通过减少高压开关和高压电容器的数量，降低电路的成本和体积，同时减少整个电路的损耗，提升电路的实用性。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于开关电容的升压逆变电路，包括直流电源、低压开关电容单元、由第一中压开关S₁、第二中压开关S₂及第三中压开关S₃依次相连构成的第一中压开关桥、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、中压开关电容调节单元及第二中压开关桥，所述低压开关电容单元的第一输入端M连接直流电源的正极，低压开关电容单元的第二输入端N连接直流电源的负极，所述第一中压开关桥及第二中压开关桥并联，低压开关电容单元的第一输出端J连接第一中压开关桥的一端，低压开关电容单元的第二输出端J连接第一中压开关桥的另一端，第一中压开关S₁的第二端连接第二中压开关S₂的第一端，并与第四中压开关S₄的第二端连接于a点，第二中压开关S₂的第二端连接第三中压开关S₃的第一端，并与第五中压开关S₅的第一端连接于b点；第四中压开关S₄的第一端连接中压开关电容调节单元的第一输入端c，第五中压开关S₅的第二端连接中压开关电容调节单元的第二输入端d，中压开关电容调节单元第一输出端e与第二中压开关桥的f点之间形成所述升压逆变电路的输出端u_o。

现有公开的升压逆变电路中所有开关所承受的电压和为36V_dc，V_dc表示直流电源的电压水平，在此，整个电路中均未采用高压开关，所有开关所承受的电压和为33V_dc，比现有公开的升压逆变电路中所有开关所承受的电压和36V_dc小，由于半导体开关的开关损耗和导通损耗都会随其电压增加而增大，随电压降低而减小，因此，本申请提出的升压逆变电路的开关损耗和导通损耗会减小，而且高压开关数量减少，降低了电路的成本和体积。

优选地，所述低压开关电容单元包括：由第一低压开关T₁与第一互补低压开关T’₁串联构成的第一低压开关桥、由第二低压开关T₂与第二互补低压开关T’₂串联构成的第二低压开关桥、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第一低压电容器C₁及第二低压电容器C₂，所述第一低压开关桥、第二低压开关桥均并联在直流电源的两端，第一二极管D₁的阳极连接第二低压开关T₂的第一端，第一二极管D₁的阴极连接第一低压电容器C₁的一端，第一低压电容器C₁的另一端连接第一低压开关T₁的第二端；第二二极管D₂的阳极连接第二低压电容器C₂的一端，第二二极管D₂的阴极连接第二互补低压开关T’₂的第二端，第二互补低压开关T’₂的第一端连接第二低压电容器C₂的另一端；所述第二中压开关桥包括：第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇，第七中压开关S₇的第二端与第七互补中压开关S’₇的第一端连接于f点。

优选地，所述中压开关电容调节单元包括高压电容器C₃、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆，第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆构成第三中压开关桥，第六中压开关S₆的第二端连接第六互补中压开关S’₆的第一端，所述高压电容器C₃并联于第三中压开关桥的两端，高压电容器C₃的一端与第六中压开关S₆第一端的连接点作为中压开关电容调节单元的第一输入端c，高压电容器C₃的另一端与第六互补中压开关S’₆第二端的连接点作为中压开关电容调节单元的第二输入端d。

基于开关电容的多电平逆变器中的电容器几乎均是容值达几千微法的大电容，而且电容的成本和体积与其电压成正比，在此，中压开关电容调节单元仅采用了一个高压电容器C₃，在开关承受的电压和降低的前提下，也降低了电容成本及体积，使整个升压逆变电路的性能更实用。

优选地，所述第一低压开关T₁与第一互补低压开关T’₁互补导通，第二低压开关T₂与第二互补低压开关T’₂互补导通。所述第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆互补导通，第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇互补导通。

优选地，当第一互补低压开关T’₁导通时，第一低压电容器C₁通过第一二极管D₁被直流电源充电至V_dc电压水平；当第二低压开关T₂导通时，第二低压电容器C₂通过第二二极管D₂被直流电源充电至V_dc电压水平。

优选地，当第一低压开关T₁和第二互补低压开关T’₂同时导通且第一中压开关S₁、第三中压开关S₃、第四中压开关S₄及第五中压开关S₅均导通时，第一低压电容器C₁、第二低压电容器C₂与直流电源串联后，将高压电容器C₃的电压充至3V_dc电压水平。

在此，电路中低压电容器和高压电容器的电压均能自动平衡在V_dc和3V_dc，这确保了电路能有效输出含有13种电平的交流电。

优选地，所述升压逆变电路输出0、±V_dc、±2V_dc、±3V_dc、±4V_dc、±5V_dc和±6V_dc中任意一种的交流电平。

优选地，所述第一低压开关T₁、第一互补低压开关T’₁、第二低压开关T₂及第二互补低压开关T’₂均采用MOSFET管；第一中压开关S₁、第二中压开关S₂、第三中压开关S₃、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆、第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇均采用IGBT管。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提出一种基于开关电容的升压逆变电路，采用中压开关电容调节单元替代现有高压开关和多个高压电容器，由于整个电路中未采用高压开关，所有开关所承受的电压和小于现有公开的升压逆变电路中所有开关所承受的电压和，因此，升压逆变电路的开关损耗和导通损耗减小，即整个电路的损耗降低，另外采用的高压开关数量减少，降低了电路的成本和体积，提升了电路的实用性。

附图说明

图1为本发明背景技术中提出的现有基于开关电容的升压逆变电路的结构图。

图2为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路的结构图。

图3为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为0的工作状态电路图。

图4为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+V_dc的工作状态电路图。

图5为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+2V_dc的工作状态电路图。

图6为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+2V_dc的工作状态电路图。

图7为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+3V_dc的工作状态电路图。

图8为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+4V_dc的工作状态电路图。

图9为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+5V_dc的工作状态电路图。

图10为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+5V_dc的另一工作状态电路图。

图11为本发明实施例中提出的基于开关电容的升压逆变电路在正半周期输出电平为+6V_dc的工作状态电路图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图2所示，本申请提出的一种基于开关电容的升压逆变电路的结构图，所述电路包括直流电源1、低压开关电容单元2、由第一中压开关S₁、第二中压开关S₂及第三中压开关S₃依次相连构成的第一中压开关桥3、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、中压开关电容调节单元4及第二中压开关桥5，参见图2，低压开关电容单元2的第一输入端M连接直流电源1的正极，低压开关电容单元2的第二输入端N连接直流电源1的负极，第一中压开关桥3及第二中压开关桥5并联，低压开关电容单元2的第一输出端J连接第一中压开关桥3的一端，低压开关电容单元2的第二输出端J连接第一中压开关桥3的另一端，第一中压开关S₁的第二端连接第二中压开关S₂的第一端，并与第四中压开关S₄的第二端连接于a点，第二中压开关S₂的第二端连接第三中压开关S₃的第一端，并与第五中压开关S₅的第一端连接于b点；第四中压开关S₄的第一端连接中压开关电容调节单元的第一输入端c，第五中压开关S₅的第二端连接中压开关电容调节单元的第二输入端d，中压开关电容调节单元第一输出端e与第二中压开关桥的f点之间形成所述升压逆变电路的输出端u_o。

在本实施例中，低压开关电容单元2包括：由第一低压开关T₁与第一互补低压开关T’₁串联构成的第一低压开关桥、由第二低压开关T₂与第二互补低压开关T’₂串联构成的第二低压开关桥、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第一低压电容器C₁及第二低压电容器C₂，所述第一低压开关桥、第二低压开关桥均并联在直流电源1的两端，第一二极管D₁的阳极连接第二低压开关T₂的第一端，第一二极管D₁的阴极连接第一低压电容器C₁的一端，第一低压电容器C₁的另一端连接第一低压开关T₁的第二端；第二二极管D₂的阳极连接第二低压电容器C₂的一端，第二二极管D₂的阴极连接第二互补低压开关T’₂的第二端，第二互补低压开关T’₂的第一端连接第二低压电容器C₂的另一端；第二中压开关桥5包括：第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇，第七中压开关S₇的第二端与第七互补中压开关S’₇的第一端连接于f点。

在本实施例中，参见图2，中压开关电容调节单元4包括高压电容器C₃、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆，第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆构成第三中压开关桥，第六中压开关S₆的第二端连接第六互补中压开关S’₆的第一端，高压电容器C₃并联于第三中压开关桥的两端，高压电容器C₃的一端与第六中压开关S₆第一端的连接点作为中压开关电容调节单元的第一输入端c，高压电容器C₃的另一端与第六互补中压开关S’₆第二端的连接点作为中压开关电容调节单元的第二输入端d，中压开关电容调节单元仅采用了一个高压电容器C₃，在开关承受的电压和降低的前提下，也降低了电容成本及体积，使整个升压逆变电路的性能更实用。

在本实施例中，当第一互补低压开关T’₁导通时，第一低压电容器C₁通过第一二极管D₁被直流电源充电至V_dc电压水平；当第二低压开关T₂导通时，第二低压电容器C₂通过第二二极管D₂被直流电源充电至V_dc电压水平；当第一低压开关T₁和第二互补低压开关T’₂同时导通且第一中压开关S₁、第三中压开关S₃、第四中压开关S₄及第五中压开关S₅均导通时，第一低压电容器C₁、第二低压电容器C₂与直流电源串联后，将高压电容器C₃的电压充至3V_dc电压水平。

在本实施例中，升压逆变电路通过控制第一低压开关T₁与第一互补低压开关T’₁、第二低压开关T₂与第二互补低压开关T’₂、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第一中压开关S₁、第二中压开关S₂及第三中压开关S₃、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆、第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇的有序通断，能输出0、±V_dc、±2V_dc、±3V_dc、±4V_dc、±5V_dc和±6V_dc中任意一种的交流电平，如表1所示，升压逆变电路具体有18种工作状态，其中V_bus表示低压开关电容单元2对应的输出端电压，1和0分别对应开关的导通和关断，C、D和N分别对应电容器的充电、放电和闲置状态，V_dc表示电平水平。

表1

更具体的，针对以上18种工作状态，本实施例中列出在正半周期的第1～9工作状态的13电平逆变电路的结构图如图3～图11所示，图中，虚线表示关断，实线表示导通：

如图3所示，在正半周期的第9种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁导通，第一互补低压开关T’₁关断，第二低压开关T₂关断，第二互补低压开关T’₂导通，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂关断及第三中压开关S₃导通、第四中压开关S₄导通、第五中压开关S₅导通、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇导通及第七互补中压开关S’₇关断，第一低压电容器C₁放电、第二低压电容器C₂放电、高压电容器C₃充电，V_bus为3V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为0。

如图4所示，在正半周期的第8种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁关断，第一互补低压开关T’₁导通，第二低压开关T₂导通，第二互补低压开关T’₂关断，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂关断及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄导通、第五中压开关S₅关断、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁充电、第二低压电容器C₂充电、高压电容器C₃闲置，V_bus为V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+V_dc。

如图5所示，在正半周期的第7种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁导通，第一互补低压开关T’₁关断，第二低压开关T₂导通，第二互补低压开关T’₂关断，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂关断及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄导通、第五中压开关S₅关断、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁放电、第二低压电容器C₂充电、高压电容器C₃闲置，V_bus为2V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+2V_dc。

如图6所示，在正半周期的第6种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁关断，第一互补低压开关T’₁导通，第二低压开关T₂关断，第二互补低压开关T’₂导通，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂关断及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄导通、第五中压开关S₅关断、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁充电、第二低压电容器C₂放电、高压电容器C₃闲置，V_bus为2V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+2V_dc。

如图7所示，在正半周期的第5种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁导通，第一互补低压开关T’₁关断，第二低压开关T₂关断，第二互补低压开关T’₂导通，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂关断及第三中压开关S₃导通、第四中压开关S₄导通、第五中压开关S₅导通、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁放电、第二低压电容器C₂放电、高压电容器C₃充电，V_bus为3V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+3V_dc。

如图8所示，在正半周期的第4种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁关断，第一互补低压开关T’₁导通，第二低压开关T₂导通，第二互补低压开关T’₂关断，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂导通及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄关断、第五中压开关S₅导通、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁充电、第二低压电容器C₂充电、高压电容器C₃放电，V_bus为V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+4V_dc。

如图9所示，在正半周期的第3种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁导通，第一互补低压开关T’₁关断，第二低压开关T₂导通，第二互补低压开关T’₂关断，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂导通及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄关断、第五中压开关S₅导通、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁放电、第二低压电容器C₂充电、高压电容器C₃放电，V_bus为2V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+5V_dc。

如图10所示，在正半周期的第2种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁关断，第一互补低压开关T’₁导通，第二低压开关T₂关断，第二互补低压开关T’₂导通，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂导通及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄关断、第五中压开关S₅导通、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁充电、第二低压电容器C₂放电、高压电容器C₃放电，V_bus为2V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+5V_dc。

如图11所示，在正半周期的第1种工作状态时，结合表1所示，第一低压开关T₁导通，第一互补低压开关T’₁关断，第二低压开关T₂关断，第二互补低压开关T’₂导通，第一中压开关S₁导通、第二中压开关S₂导通及第三中压开关S₃关断、第四中压开关S₄关断、第五中压开关S₅导通、第六中压开关S₆导通第六互补中压开关S’₆关断、第七中压开关S₇关断及第七互补中压开关S’₇导通，第一低压电容器C₁放电、第二低压电容器C₂放电、高压电容器C₃放电，V_bus为3V_dc，升压逆变电路的输出端u_o的输出电平为+6V_dc。

另外，在本实施例中，参见图2，第一低压开关T₁、第一互补低压开关T’₁、第二低压开关T₂及第二互补低压开关T’₂均采用MOSFET管；第一中压开关S₁、第二中压开关S₂、第三中压开关S₃、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆、第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇均采用IGBT管。

附图中描述仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，包括直流电源、低压开关电容单元、由第一中压开关S₁、第二中压开关S₂及第三中压开关S₃依次相连构成的第一中压开关桥、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、中压开关电容调节单元及第二中压开关桥，所述低压开关电容单元的第一输入端M连接直流电源的正极，低压开关电容单元的第二输入端N连接直流电源的负极，所述第一中压开关桥及第二中压开关桥并联，低压开关电容单元的第一输出端J连接第一中压开关桥的一端，低压开关电容单元的第二输出端J连接第一中压开关桥的另一端，第一中压开关S₁的第二端连接第二中压开关S₂的第一端，并与第四中压开关S₄的第二端连接于a点，第二中压开关S₂的第二端连接第三中压开关S₃的第一端，并与第五中压开关S₅的第一端连接于b点；第四中压开关S₄的第一端连接中压开关电容调节单元的第一输入端c，第五中压开关S₅的第二端连接中压开关电容调节单元的第二输入端d，中压开关电容调节单元第一输出端e与第二中压开关桥的f点之间形成所述升压逆变电路的输出端u_o。

2.根据权利要求1所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述低压开关电容单元包括：由第一低压开关T₁与第一互补低压开关T’₁串联构成的第一低压开关桥、由第二低压开关T₂与第二互补低压开关T’₂串联构成的第二低压开关桥、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第一低压电容器C₁及第二低压电容器C₂，所述第一低压开关桥、第二低压开关桥均并联在直流电源的两端，第一二极管D₁的阳极连接第二低压开关T₂的第一端，第一二极管D₁的阴极连接第一低压电容器C₁的一端，第一低压电容器C₁的另一端连接第一低压开关T₁的第二端；第二二极管D₂的阳极连接第二低压电容器C₂的一端，第二二极管D₂的阴极连接第二互补低压开关T’₂的第二端，第二互补低压开关T’₂的第一端连接第二低压电容器C₂的另一端。

3.根据权利要求2所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述第二中压开关桥包括：第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇，第七中压开关S₇的第二端与第七互补中压开关S’₇的第一端连接于f点。

4.根据权利要求3所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述中压开关电容调节单元包括高压电容器C₃、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆，第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆构成第三中压开关桥，第六中压开关S₆的第二端连接第六互补中压开关S’₆的第一端，高压电容器C₃的一端与第六中压开关S₆第一端的连接点作为中压开关电容调节单元的第一输入端c，高压电容器C₃的另一端与第六互补中压开关S’₆第二端的连接点作为中压开关电容调节单元的第二输入端d。

5.根据权利要求2所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述第一低压开关T₁与第一互补低压开关T’₁互补导通，第二低压开关T₂与第二互补低压开关T’₂互补导通。

6.根据权利要求4所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆互补导通，第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇互补导通。

7.根据权利要求5所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，当第一互补低压开关T’₁导通时，第一低压电容器C₁通过第一二极管D₁被直流电源充电至V_dc电压水平，V_dc表示直流电源的电压水平；当第二低压开关T₂导通时，第二低压电容器C₂通过第二二极管D₂被直流电源充电至V_dc电压水平。

8.根据权利要求7所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，当第一低压开关T₁和第二互补低压开关T’₂同时导通且第一中压开关S₁、第三中压开关S₃、第四中压开关S₄及第五中压开关S₅均导通时，第一低压电容器C₁、第二低压电容器C₂与直流电源串联后，将高压电容器C₃的电压充至3V_dc电压水平。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述升压逆变电路输出0、±V_dc、±2V_dc、±3V_dc、±4V_dc、±5V_dc和±6V_dc中任意一种的交流电平，V_dc表示直流电源的电压水平。

10.根据权利要求4所述的基于开关电容的升压逆变电路，其特征在于，所述第一低压开关T₁、第一互补低压开关T’₁、第二低压开关T₂及第二互补低压开关T’₂均采用MOSFET管；第一中压开关S₁、第二中压开关S₂、第三中压开关S₃、第四中压开关S₄、第五中压开关S₅、第六中压开关S₆及第六互补中压开关S’₆、第七中压开关S₇及第七互补中压开关S’₇均采用IGBT管。