CN114257107A - Npc型三电平逆变电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种NPC型三电平逆变电路，其包含：直流电源，包含第一直流源以及第二直流源；支撑电容，包含第一支撑电容以及第二支撑电容，第一支撑电容连接在第一直流源的正极与第一节点之间，第二支撑电容连接在第一节点与第二直流源的负极之间；三相逆变模块，包含三个具有相同拓扑结构的单相逆变模块，单相逆变模块包含至少两个具有相同拓扑结构的桥臂电路，所有桥臂电路的直流输入端对应连接，单相逆变模块内的所有桥臂电路的交流输出端对应连接，桥臂电路包含六个开关管或桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管。本发明在单相逆变模块内采用多桥臂电路并联的方式，能够成倍提高逆变电路的电流通流能力，提高逆变设备的功率等级。

Description

NPC型三电平逆变电路
技术领域
本发明涉及逆变器领域，具体地说，涉及一种NPC型三电平逆变电路。
背景技术
NPC型三电平变换电路契合了高电压、高效率和谐波小等应用需求，NPC型三电平与传统两电平相比，能够降低IGBT开关应力、提高输出电能质量、提高系统转换效率。NPC型三电平拓扑在电力电子领域已被广泛应用，拓扑中的开关器件广泛采用绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。随着IGBT技术的成熟和发展，IGBT的耐压和通流能力不断加强。
虽然IGBT的容量在不断提高，但是在较大功率应用场合，IGBT的容量还是有限。因此需要获取更大的电流通流能力，来提高设备的功率等级，满足大功率、高功率密度的应用需求。
因此，本发明提供了一种NPC型三电平逆变电路。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种NPC型三电平逆变电路，所述电路包含：
直流电源，其包含第一直流源以及第二直流源，所述第一直流源的负极与所述第二直流源的正极连接作为第一节点；
支撑电容，其包含第一支撑电容以及第二支撑电容，所述第一支撑电容连接在所述第一直流源的正极与所述第一节点之间，所述第二支撑电容连接在所述第一节点与所述第二直流源的负极之间；
三相逆变模块，其包含三个具有相同拓扑结构的单相逆变模块，所述单相逆变模块包含至少两个具有相同拓扑结构的桥臂电路，所有桥臂电路的直流输入端对应连接，所述单相逆变模块内的所有桥臂电路的交流输出端对应连接，所述桥臂电路包含六个开关管或所述桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管。
根据本发明的一个实施例，所述桥臂电路包含三个直流输入端，分别与所述第一直流源的正极、所述第一节点以及所述第二直流源的负极连接。
根据本发明的一个实施例，所述桥臂电路包含三个交流输出端，分别为第一交流输出端、第二交流输出端以及第三交流输出端，其中，所述单相逆变模块内所有桥臂电路的第二交流输出端连接作为所述单相逆变模块的交流输出端。
根据本发明的一个实施例，所述桥臂电路包含三个功率单元，分别为第一功率单元、第二功率单元以及第三功率单元，其中，所述第一功率单元连接在所述第一直流源的正极与所述第一节点之间，所述第二功率单元连接在所述第一交流输出端与所述第三交流输出端之间，所述第三功率单元连接在所述第一节点与所述第二直流源的负极之间。
根据本发明的一个实施例，所述桥臂电路包含六个开关管时，所述第一功率单元包含第一开关管以及第五开关管，第二功率单元包含第二开关管以及第三开关管，所述第三功率单元包含第四开关管以及第六开关管。
根据本发明的一个实施例，所述第一开关管的集电极连接在所述第一直流源的正极，所述第五开关管的发射极以及所述第六开关管的集电极极连接在所述第一节点，所述第四开关管的发射极连接在所述第二直流源的负极。
根据本发明的一个实施例，所述第一开关管的发射极、所述第五开关管的集电极以及所述第二开关管的集电极连接作为所述第一交流输出端，所述第二开关管的发射极与所述第三开关管的集电极连接作为所述第二交流输出端，所述第三开关管的发射极、所述第六开关管的发射极以及所述第四开关管的集电极连接作为所述第三交流输出端。
根据本发明的一个实施例，所述桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管时，所述第一功率单元包含第七开关管以及第一二极管，所述第二功率单元包含第八开关管以及第九开关管，所述第三功率单元包含第十开关管以及第二二极管。
根据本发明的一个实施例，所述第七开关管的集电极连接在所述第一直流源的正极，所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的负极连接在所述第一节点，所述第十开关管的发射极连接在所述第二直流源的负极。
根据本发明的一个实施例，所述第七开关管的发射极、所述第一二极管的负极以及所述第八开关管的集电极连接作为所述第一交流输出端，所述第八开关管的发射极与所述第九开关管的集电极连接作为所述第二交流输出端，所述第九开关管的发射极、所述第二二极管的正极以及所述第十开关管的集电极连接作为所述第三交流输出端。
本发明提供的NPC型三电平逆变电路在单相逆变模块内采用多桥臂电路并联的方式，能够成倍提高逆变电路的电流通流能力，提高逆变设备的功率等级；并且，并联的桥臂电路可以共用驱动电路，共用一组PWM脉冲信号，降低控制系统脉冲信号数量，简化控制系统，降低控制系统和驱动电路的成本；另外，可以实现在功率单元内部之间换流，有效避免引入外部杂散电感；另外，交流输出端在每相内部进行并联输出，较模块并联可成倍减少输出电流采样路数、减少交流滤波磁性元件数量，降低逆变设备系统成本，同时减小设备体积，提高设备功率密度。另外，同相内部功率单元可集成至同一散热器上，有利于相模块的散热设计，同时可有效降低相模块的体积，提高设备功率密度。本发明有利于推进逆变器设备向大功率、低成本和高功率密度的方向发展，满足应用需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1显示了现有技术中一种NPC型三电平电路拓扑图；
图2显示了根据本发明的一个实施例的NPC型三电平逆变电路图；
图3显示了根据本发明的一个实施例的NPC型三电平逆变电路中桥臂电路拓扑图；
图4显示了根据本发明的一个实施例的NPC型三电平逆变电路中单相逆变模块拓扑图；
图5显示了根据本发明的另一个实施例的NPC型三电平逆变电路中桥臂电路拓扑图；以及
图6显示了根据本发明的另一个实施例的NPC型三电平逆变电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。
图1显示了现有技术中一种NPC型三电平电路拓扑图。
图1显示了现有技术中的NPC型三电平逆变器的电路拓扑图，如图1，其包含直流母线电压、直流母线电容、开关管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极性晶体管)和箝位二极管。图1所示的拓扑结构每一相都有一个桥臂，三相一共有三个桥臂，每个桥臂的组成和构造是一样的，分别由一对钳位二极管和四个功率开关管组合而成。
图1所示的拓扑结构相对于传统的两电平逆变电路来说，具有以下优势：
1、降低IGBT开关应力：每个开关管承受的直流电压为直流侧中间电压值的一半，输出的dV/dt与两电平变流器相比，降低了一半，减少EMI干扰，可有效提高系统电压等级；
2、提高输出电能质量：输出电平更多，输出波形更接近正弦波，其谐波含量更少；
3、提高系统转换效率：较两电平电路，在高开关频率下，可有效提升系统效率。
但是，图1所示的拓扑电路在较大功率应用场合，IGBT的容量还是有限。需要获取更大的电流通流能力，来提高设备的功率等级，满足大功率、高功率密度的应用需求。
针对以上问题，现有技术中的一种基于IGBT并联均流的主回路拓扑结构，包括大功率主薄膜电容模块、直流母排、三相IGBT并联半桥组件、三相输出铜排，大功率主薄膜电容模块连接所述直流母排，三相IGBT并联半桥组件输入端连接所述直流母排、输出端连接三相输出铜排，三相输出铜排连接电机三相端子。
并且，还包括三个辅助薄膜电容，直流母排叠层布置，三个辅助薄膜电容布置于三相IGBT并联半桥组件输出侧并且分别连接直流母排，三相IGBT并联半桥组件布置于大功率主薄膜电容模块与三个辅助薄膜电容之间。
但是，以上现有技术虽然克服了由于主回路杂散电感和阻抗的不均衡对并联IGBT均流的影响，有效提高IGBT并联的均流特性，提升并联IGBT的使用寿命。但其并联应用的拓扑结构与NPC型三电平没有关联。
另外，现有技术中还存在一种高可靠的高频高效NPC三电平电路，包括具有对称结构的工频上半周电路和工频下半周电路，工频上半周电路包括依次连接于正母线端和中性点间的第一IGBT、第三IGBT和第二IGBT，工频下半周电路包括依次连接于负母线端和中性点间的第四IGBT、第三IGBT与第二IGBT，第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT分别设置有钳位电路，第一IGBT与第四IGBT间连接交流侧。
并且，第一IGBT的钳位电路包括二极管D1、二极管D5和二极管D7，所述二极管D1和二极管D5串联后再并联于第一IGBT两端，二极管D7一端连接中性点，另一端通过二极管D1钳位至正母线电压：第四IGBT的钳位电路包括二极管D4、二极管D6和二极管D8，二极管D4和二极管D6串联后再并联于第四IGBT两端，二极管D8一端连接中性点，另一端通过二极管D4钳位至负母线电压。
但是，以上现有技术虽然描述了NPC型三电平电路，解决了目前I字型三电平电路中内管不正确关断时会过压击穿，T字型三电平电路开关损耗较大且不适合高频运行的技术问题。但并未涉及IGBT的并联电路拓扑进行描述和约束，在IGBT额定容量受限的情况下无法满足大功率的应用需求。
另外，现有技术还存在一种功率电路、功率模块和变流器，该功率电路包括：三电平桥臂模块和母线支撑电容模块，三电平桥臂模块包括至少一个桥臂；桥臂的正直流端子通过第一连接电路与母线支撑电容模块电连接；桥臂的负直流端子通过第二连接电路与母线支撑电容模块电连接；桥臂的中性端子分别通过第三连接电路、第四连接电路与母线支撑电容模块电连接；第一连接电路与第三连接电路的夹角小于预设的角度阈值，和/或，第二连接电路与第四连接电路的夹角小于预设的角度阈值。电流输入路径和电路输出路径几乎相互平行且电流方向相反，使得两路电流的磁场大部分互相抵消，可降低电流传输路径上的寄生电感，可以提升桥臂切换时的稳定性。
但是，以上现有技术虽然虽然包括T型三电平的逆变电路拓扑、功率模块布局，其中包括了IGBT并联的电路拓扑，但是三电平应用电压等级相对较低，IGBT的开关应力较大，不适应于高压大功率的应用场合。
总结来说，NPC型三电平逆变电路有利于降低IGBT开关应力、提高输出电能质量、提高系统转换效率。但是，随着三电平技术的成熟及逆变设备的批量应用，大容量、低成本、高功率密度及体积小型化的逆变装置已成为目前的主流发展方向，但单个IGBT开关器件的额定容量不足和系统成本过高已成为制约逆变设备发展的关键问题。
因此，针对现有技术存在的以上问题，本申请提出了一种NPC型三电平逆变电路。
图2显示了根据本发明的一个实施例的NPC型三电平逆变电路图。具体来说，图2显示了桥臂电路包含六个开关管的NPC型三电平逆变电路图。
如图2，NPC型三电平逆变电路包含直流电源205、支撑电容204以及三相逆变模块201-203。其中，三相逆变模块201-203包含单相逆变模块201、单相逆变模块202以及单相逆变模块203。
具体来说，直流电源205包含第一直流源以及第二直流源，第一直流源的负极与第二直流源的正极连接作为第一节点O。
具体来说，支撑电容204包含第一支撑电容Cp以及第二支撑电容Cn，第一支撑电容Cp连接在第一直流源的正极DC+与第一节点O之间，第二支撑电容Cn连接在第一节点O与第二直流源的负极DC-之间。
具体来说，三相逆变模块201-203包含三个具有相同拓扑结构的单相逆变模块。单相逆变模块包含至少两个具有相同拓扑结构的桥臂电路，所有桥臂电路的直流输入端对应连接，单相逆变模块内的所有桥臂电路的交流输出端对应连接，桥臂电路包含六个开关管或桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管。
在一个实施例中，三相逆变模块包含A相逆变模块(单相逆变模块201)、B相逆变模块(单相逆变模块202)以及C相逆变模块(单相逆变模块203)。
在一个实施例中，若每个单相逆变模块均包含两个具有相同拓扑结构的桥臂电路，则单相逆变模块201包含桥臂电路2011以及桥臂电路2012；单相逆变模块202包含桥臂电路2021以及桥臂电路2022；单相逆变模块203包含桥臂电路2031以及桥臂电路2032。
进一步地，桥臂电路中的二极管采用的器件型号以及封装形式均相同，桥臂电路中的开关管采用的器件型号以及封装形式均相同。在一个实施例中，桥臂电路中的开关管采用集成有反并二极管的开关管。
总结来说，三个单相逆变模块201-203共用直流支撑电容(Cp、Cn)、共用中点电位(第一节点O)，三个单相逆变模块为相同的电路和结构型式。
本发明适用于将直流电能转换为交流电能的逆变装置中，可以广泛应用于光伏和风电新能源、轨道牵引和地铁能馈等技术领域。依托较低的IGBT开关应力、高转换效率和高输出电能质量等优点，通过IGBT并联提高电流容量，实现单机功率成倍扩容，相对并联多个三电平逆变电路的方案(如图1)，可有效简化控制系统及AD采样、减少系统磁性元件，降低系统成本，满足大容量、高电压、低成本、高效率的应用需求。
图3显示了根据本发明的一个实施例的NPC型三电平逆变电路中桥臂电路拓扑图，以桥臂电路2011为例，对本发明提出的NPC型三电平逆变电路中桥臂电路拓扑结构进行介绍，由于桥臂电路2012、桥臂电路2021、桥臂电路2022、桥臂电路2031、桥臂电路2032与桥臂电路2011的拓扑结构相同，因此不在此进行赘述。
具体来说，桥臂电路2011包含三个直流输入端，分别与第一直流源的正极、第一节点以及第二直流源的负极连接。
如图3，桥臂电路2011包含三个交流输出端，分别为第一交流输出端AC1、第二交流输出端AC2以及第三交流输出端AC3，其中，单相逆变模块201内所有桥臂电路的第二交流输出端连接作为单相逆变模块201的交流输出端(如图4中的交流输出端A)。
在一个实施例中，每个桥臂电路都包含三个功率单元，分别为第一功率单元(如功率单元301)、第二功率单元(如功率单元302)以及第三功率单元(如功率单元303)，其中，第一功率单元连接在第一直流源的正极与第一节点之间，第二功率单元连接在第一交流输出端AC1与第三交流输出端AC3之间，第三功率单元连接在第一节点与第二直流源的负极之间。
在一个实施例中，桥臂电路包含六个开关管时，第一功率单元包含第一开关管(如开关管Ta1)以及第五开关管(如开关管Ta5)。第二功率单元包含第二开关管(如开关管Ta2)以及第三开关管(如开关管Ta3)。第三功率单元包含第四开关管(如开关管Ta4)以及第六开关管(如开关管Ta6)。
在一个实施例中，第一开关管的集电极连接在第一直流源的正极。第五开关管的发射极以及第六开关管的集电极极连接在第一节点。第四开关管的发射极连接在第二直流源的负极。
在一个实施例中，第一开关管的发射极、第五开关管的集电极以及第二开关管的集电极连接作为第一交流输出端，第二开关管的发射极与第三开关管的集电极连接作为第二交流输出端，第三开关管的发射极、第六开关管的发射极以及第四开关管的集电极连接作为第三交流输出端。
如图3，在短换流路径中，换流主要发生在开关管Ta1和开关管Ta5、开关管Ta4和开关管Ta6、开关管Ta1`和开关管Ta5`、开关管Ta4`和开关管Ta6`内部之间，而开关管Ta1和开关管Ta5、开关管Ta4和开关管Ta6、开关管Ta1`和开关管Ta5`、开关管Ta4`和开关管Ta6`均在同一功率单元内，可实现内部之间换流，有效避免引入外部杂散电感。
图4显示了根据本发明的一个实施例的NPC型三电平逆变电路中单相逆变模块拓扑图。以单相逆变模块201为例，对本发明提出的NPC型三电平逆变电路中单相逆变模块的拓扑结构进行介绍，由于单相逆变模块202以及单相逆变模块203与单相逆变模块201的拓扑结构相同，因此不在此进行赘述。
在一个实施例中，单相逆变模块201包含两个桥臂，分别为桥臂电路401以及桥臂电路402，其中，桥臂电路401包含功率单元4011、功率单元4012以及功率单元4013，桥臂电路402包含功率单元4021、功率单元4022以及功率单元4023。
在一个实施例中，桥臂电路(401、402)包含三个直流输入端，分别与第一直流源的正极、第一节点以及第二直流源的负极连接。
如图4，桥臂电路(401、402)均包含三个交流输出端，分别为第一交流输出端AC1、第二交流输出端AC2以及第三交流输出端AC3，其中，单相逆变模块201内所有桥臂电路的第二交流输出端AC2连接作为单相逆变模块的交流输出端A。
如图4，功率单元4011与功率单元4021并联，功率单元4012与功率单元4022并联，功率单元4013与功率单元4023并联。
其中，如图4，功率单元4011包含开关管Ta1以及开关管Ta5，功率单元4021包含开关管Ta1、以及开关管Ta5、，功率单元4012包含开关管Ta2以及开关管Ta3，功率单元4022包含开关管Ta2、以及开关管Ta3、，功率单元4013包含开关管Ta4以及开关管Ta6，功率单元4023包含开关管Ta4、以及开关管Ta6、。
如图4，开关管Ta1的集电极与第一直流源正极DC+相连，开关管Ta5的发射极与开关管Ta6的集电极相连，并与第一支撑电容Cp和第二支撑电容Cn的中点电位相连，开关管Ta4的发射极与第二直流源负极DC-相连。功率单元4011的交流输出端与开关管Ta2的集电极相连作为桥臂电路401的第一交流输出端，开关管Ta3的发射极与功率单元4013的交流输出端相连作为桥臂电路401的第三交流输出端。
如图4，开关管Ta1、的集电极与第一直流源正极DC+相连，开关管Ta5、的发射极与开关管Ta6、的集电极相连，并与第一支撑电容Cp和第二支撑电容Cn的中点电位相连，开关管Ta4、的发射极与第二直流源的负极DC-相连。功率单元4021的交流输出端与开关管Ta2、的集电极相连作为桥臂电路402的第一交流输出端，开关管Ta3、的发射极与功率单元4023的交流输出端相连作为桥臂电路402的第三交流输出端。
如图4，功率单元4011的交流输出端与功率单元4021的交流输出端相连，功率单元4013的交流输出端与功率单元4023的交流输出端相连，功率单元4012的交流输出端和功率单元4022的交流输出端相连作为单相逆变模块201的交流输出端A与外部磁性元件相连。
图5显示了根据本发明的另一个实施例的NPC型三电平逆变电路中桥臂电路拓扑图。
在一个实施例中，桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管时，第一功率单元(功率单元501)包含第七开关管(T7)以及第一二极管(D1)，第二功率单元(功率单元502)包含第八开关管(T8)以及第九开关管(T9)，第三功率单元(功率单元503)包含第十开关管(T10)以及第二二极管(D2)。
具体来说，如图5，第七开关管(T7)的集电极连接在第一直流源的正极，第一二极管(D1)的正极以及第二二极管(D2)的负极连接在第一节点O，第十开关管(T10)的发射极连接在第二直流源的负极。
具体来说，如图5，第七开关管(T7)的发射极、第一二极管(D1)的负极以及第八开关管(T8)的集电极连接作为第一交流输出端AC1，第八开关管(T8)的发射极与第九开关管(T9)的集电极连接作为第二交流输出端AC2，第九开关管(T9)的发射极、第二二极管(D2)的正极以及第十开关管(T10)的集电极连接作为第三交流输出端AC3。
图6显示了根据本发明的另一个实施例的NPC型三电平逆变电路图。
在一个实施例中，可以通过如图5所示的桥臂电路替换如图3所示的桥臂电路，得到如图6所示的NPC三电平逆变电路图。需要说明的是，图6所示的NPC三电平逆变电路图与图2所示的NPC三电平逆变电路图拓扑结构相同，区别仅仅在于图2所示电路中桥臂电路包含六个开关管，图6所示电路中桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管。
如图6，NPC型三电平逆变电路包含直流电源5、支撑电容4以及三相逆变模块1-3。其中，三相逆变模块包含单相逆变模块1、单相逆变模块2以及单相逆变模块3。
具体来说，直流电源5包含第一直流源以及第二直流源，第一直流源的负极与第二直流源的正极连接作为第一节点O。
具体来说，支撑电容4包含第一支撑电容Cp以及第二支撑电容Cn，第一支撑电容Cp连接在第一直流源的正极DC+与第一节点O之间，第二支撑电容Cn连接在第一节点O与第二直流源的负极DC-之间。
具体来说，三相逆变模块1-3包含三个具有相同拓扑结构的单相逆变模块，单相逆变模块包含至少两个具有相同拓扑结构的桥臂电路，所有桥臂电路的直流输入端对应连接，单相逆变模块内的所有桥臂电路的交流输出端对应连接，桥臂电路包含六个开关管或桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管。
在一个实施例中，三相逆变模块包含A相逆变模块(单相逆变模块1)、B相逆变模块(单相逆变模块2)以及C相逆变模块(单相逆变模块3)。
进一步地，桥臂电路中的二极管采用的器件型号以及封装形式均相同，桥臂电路中的开关管采用的器件型号以及封装形式均相同。在一个实施例中，桥臂电路中的开关管采用集成有反并二极管的开关管。
总结来说，三个单相逆变模块1-3共用直流支撑电容(Cp、Cn)、共用中点电位(第一节点O)，三个单相逆变模块为相同的电路和结构型式。
综上，本发明提供的NPC型三电平逆变电路在单相逆变模块内采用多桥臂电路并联的方式，能够成倍提高逆变电路的电流通流能力，提高逆变设备的功率等级；并且，并联的桥臂电路可以共用驱动电路，共用一组PWM脉冲信号，降低控制系统脉冲信号数量，简化控制系统，降低控制系统和驱动电路的成本；另外，可以实现在功率单元内部之间换流，有效避免引入外部杂散电感；另外，交流输出端在每相内部进行并联输出，较模块并联可成倍减少输出电流采样路数、减少交流滤波磁性元件数量，降低逆变设备系统成本，同时减小设备体积，提高设备功率密度。另外，同相内部功率单元可集成至同一散热器上，有利于相模块的散热设计，同时可有效降低相模块的体积，提高设备功率密度。本发明有利于推进逆变器设备向大功率、低成本和高功率密度的方向发展，满足应用需求。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述电路包含：
直流电源，其包含第一直流源以及第二直流源，所述第一直流源的负极与所述第二直流源的正极连接作为第一节点；
支撑电容，其包含第一支撑电容以及第二支撑电容，所述第一支撑电容连接在所述第一直流源的正极与所述第一节点之间，所述第二支撑电容连接在所述第一节点与所述第二直流源的负极之间；
三相逆变模块，其包含三个具有相同拓扑结构的单相逆变模块，所述单相逆变模块包含至少两个具有相同拓扑结构的桥臂电路，所有桥臂电路的直流输入端对应连接，所述单相逆变模块内的所有桥臂电路的交流输出端对应连接，所述桥臂电路包含六个开关管或所述桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管。
2.如权利要求1所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述桥臂电路包含三个直流输入端，分别与所述第一直流源的正极、所述第一节点以及所述第二直流源的负极连接。
3.如权利要求1所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述桥臂电路包含三个交流输出端，分别为第一交流输出端、第二交流输出端以及第三交流输出端，其中，所述单相逆变模块内所有桥臂电路的第二交流输出端连接作为所述单相逆变模块的交流输出端。
4.如权利要求3所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述桥臂电路包含三个功率单元，分别为第一功率单元、第二功率单元以及第三功率单元，其中，所述第一功率单元连接在所述第一直流源的正极与所述第一节点之间，所述第二功率单元连接在所述第一交流输出端与所述第三交流输出端之间，所述第三功率单元连接在所述第一节点与所述第二直流源的负极之间。
5.如权利要求4所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述桥臂电路包含六个开关管时，所述第一功率单元包含第一开关管以及第五开关管，第二功率单元包含第二开关管以及第三开关管，所述第三功率单元包含第四开关管以及第六开关管。
6.如权利要求5所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述第一开关管的集电极连接在所述第一直流源的正极，所述第五开关管的发射极以及所述第六开关管的集电极极连接在所述第一节点，所述第四开关管的发射极连接在所述第二直流源的负极。
7.如权利要求5所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述第一开关管的发射极、所述第五开关管的集电极以及所述第二开关管的集电极连接作为所述第一交流输出端，所述第二开关管的发射极与所述第三开关管的集电极连接作为所述第二交流输出端，所述第三开关管的发射极、所述第六开关管的发射极以及所述第四开关管的集电极连接作为所述第三交流输出端。
8.如权利要求4所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述桥臂电路包含两个二极管以及四个开关管时，所述第一功率单元包含第七开关管以及第一二极管，所述第二功率单元包含第八开关管以及第九开关管，所述第三功率单元包含第十开关管以及第二二极管。
9.如权利要求8所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述第七开关管的集电极连接在所述第一直流源的正极，所述第一二极管的正极以及所述第二二极管的负极连接在所述第一节点，所述第十开关管的发射极连接在所述第二直流源的负极。
10.如权利要求8所述的NPC型三电平逆变电路，其特征在于，所述第七开关管的发射极、所述第一二极管的负极以及所述第八开关管的集电极连接作为所述第一交流输出端，所述第八开关管的发射极与所述第九开关管的集电极连接作为所述第二交流输出端，所述第九开关管的发射极、所述第二二极管的正极以及所述第十开关管的集电极连接作为所述第三交流输出端。
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