CN116155124A - 三相五电平逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三相五电平逆变器，涉及电子电力领域。本发明的一种三相五电平逆变器，包括三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂。所述三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，每相桥臂的输出端与每相桥臂第一端、第二端、第三端断开或连接，每相桥臂均可以分别输出V _dc/2，V _dc/4，0，‑V _dc/4和‑V _dc/2五个电平。与传统三相五电平NPC型逆变器相比，该三相五电平逆变器共用一个三相公共电路模块，在保证输出波形质量的情况下，节省了有源开关器件和二极管，显著降低了成本。

Description

三相五电平逆变器

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体涉及一种三相五电平逆变器。

背景技术

逆变器广泛应用于新能源发电，大功率电机驱动，不间断电源，高压直流输电，以及有源滤波器等工业领域。然而，受电力电子器件本身材质和工艺水平的限制，电力电子器件的开关频率和其功率相互矛盾。多电平逆变器因具有降低dv/dt、总谐波畸变率（TotalHarmonic Distortion，THD）低、降低功耗、对滤波器要求较少、易集成、高频化、低EMI等优点，能很好的解决上述矛盾，得到了迅猛的发展。三相多电平逆变器作为多电平逆变器中最常用的结构之一而得到了广泛应用。

现有的三相多电平逆变器是由三个单相多电平逆变器组合而成，三相逆变器中功率器件数量是单相逆变器的三倍。例如，由三个单相NPC（Neutral PointClamped，二极管箝位）型五电平逆变器构成的三相五电平NPC逆变器包含24个开关器件和18个二极管（其中，NPC型五电平逆变器结构示意图如图1所示）；由三个单相ANPC（Active NeutralPointClamped，有源中点箝位）型五电平逆变器构成的三相五电平ANPC逆变器包含24个开关器件（其中，ANPC型五电平逆变器结构示意图如图2所示）；由三个单相FC（flying capacitor，飞跨电容）型五电平逆变器构成的三相五电平FC逆变器包含24个开关器件和9个悬浮电容（其中，FC型五电平逆变器结构示意图如图3所示）；由三个单相CHB（CascadedH-Bridge，级联H桥）型五电平逆变器构成的三相五电平CHB逆变器包含24个开关器件和2个独立电源（其中，CHB型五电平逆变器结构示意图如图4所示）。

通过上述描述可知，现有的三相多电平逆变器中有源器件使用量较多，成本高。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种三相五电平逆变器，解决了现有的三相多电平逆变器中有源器件使用量较多的技术问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种三相五电平逆变器，输入侧连接一个直流电源V _dc ，所述三相五电平逆变器第一直流分压电容和第二直流分压电容，所述第一直流分压电容和所述第二直流分压电容串联后再并联在直流电源两端，且所述第一直流分压电容和所述第二直流分压电容的串联连接点为所述直流电源的电压中位点，还包括：三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂；其中，

所述三相公共电路模块包括：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、第七开关管、第八开关管、第一悬浮电容和第二悬浮电容；第一开关管至第八开关管依次串联连接，第一开关管的第一端连接直流电源的正极，第八开关管的第二端连接直流电源的负极，第四开关管与第五开关管的公共端连接电压中位点；所述第一悬浮电容的第一端连接在第一开关管与第二开关管的连接处，所述第一悬浮电容的第二端连接在第三开关管与第四开关管的连接处，所述第二悬浮电容的第一端连接在第五开关管与第六开关管的连接处，所述第二悬浮电容的第二端连接在第七开关管与第八开关管的连接处；

所述A相桥臂的第一端连接在第二开关管与第三开关管的连接处，第二端连接在第四开关管与第五开关管的连接处，第三端连接在第六开关管与第七开关管的连接处，第四端为交流输出端；

所述B相桥臂的第一端连接在第二开关管与第三开关管的连接处，第二端连接在第四开关管与第五开关管的连接处，第三端连接在第六开关管与第七开关管的连接处，第四端为交流输出端；

所述C相桥臂的第一端连接在第二开关管与第三开关管的连接处，第二端连接在第四开关管与第五开关管的连接处，第三端连接在第六开关管与第七开关管的连接处，第四端为交流输出端；

所述三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，每相桥臂均可以分别输出V _dc/2，V _dc/4，0，-V _dc/4和-V _dc/2五个电平。

优选的，所述A相桥臂的第四端和第一端之间连接或者断开，第四端和第三端之间连接或者断开，第四端和第二端之间通过第一双向可控开关电路单元连接，通过控制第一双向可控开关电路单元，控制电流从第四端流向第二端，或者电流从第二端流向第四端，或者断开第四端和第二端；

所述B相桥臂的第四端和第一端之间连接或者断开，第四端和第三端之间连接或者断开，第四端和第二端之间通过第二双向可控开关电路单元连接，通过控制第二双向可控开关电路单元，控制电流从第四端流向第二端，或者电流从第二端流向第四端，或者断开第四端和第二端；

所述C相桥臂的第四端和第一端之间连接或者断开，第四端和第三端之间连接或者断开，第四端和第二端之间通过第三双向可控开关电路单元连接，通过控制第三双向可控开关电路单元，控制电流从第四端流向第二端，或者电流从第二端流向第四端，或者断开第四端和第二端。

优选的，所述A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂的第四端和第一端之间均连接一个开关管，第四端和第三端之间均连接一个开关管。

优选的，所述第一双向可控开关电路单元包括：

两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为A相桥臂的第四端、第二端；

或，

两个开关管，其连接方式为两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为A相桥臂的第四端、第二端；

或，

一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为A相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为A相桥臂的第四端；

或，

两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为A相桥臂的第四端、第二端。

优选的，所述第二双向可控开关电路单元包括：

两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为B相桥臂的第四端、第二端；

或，

两个开关管，其连接方式为两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为B相桥臂的第四端、第二端；

或，

一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为B相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为B相桥臂的第四端；

或，

两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为B相桥臂的第四端、第二端。

优选的，所述第三双向可控开关电路单元包括：

两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为C相桥臂的第四端、第二端；

或，

两个开关管，其连接方式为两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为C相桥臂的第四端、第二端；

或，

一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为C相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为C相桥臂的第四端；

或，

两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为C相桥臂的第四端、第二端。

优选的，所述第一双向可控开关电路单元、第二双向可控开关电路单元和第三双向可控开关电路单元采用相同的电路。

优选的，所述第一双向可控开关电路单元、第二双向可控开关电路单元和第三双向可控开关电路单元采用不同的电路。

（三）有益效果

本发明提供了一种三相五电平逆变器。与现有技术相比，具备以下有益效果：

本发明提出一种三相五电平逆变器，与传统三相五电平NPC型逆变器相比，该三相五电平逆变器共用一个三相公共电路模块，在保证输出波形质量的情况下，节省了有源开关器件和二极管，显著降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的NPC型五电平逆变器结构示意图；

图2为现有的FC型五电平逆变器结构示意图；

图3为现有的CHB型五电平逆变器结构示意图；

图4为现有的ANPC型五电平逆变器结构示意图；

图5为本发明一实施例的三相五电平逆变器的结构示意图；

图6为本发明另一实施例的三相五电平逆变器的结构示意图；

图7为本发明另一实施例的三相五电平逆变器的结构示意图；

图8至图10为双向可控开关电路单元的三种形式。

图11至图13为三相五电平逆变器的三种不同形式的电路图；

图14为图11所示的三相五电平逆变器的空间矢量图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，为了叙述方便，开关IGBT被用作代表本发明实施例中的可控型（导通和关断）开关管，但本发明中的开关管不限定于IGBT。以IGBT为例进行说明。IGBT的第一端指集电极，第二端指发射极，控制端指栅极。本发明实施例中的每个开关管的控制端施加一个驱动控制信号。简洁起见，后面不再赘述。本发明实施例中的功率开关管也可以采用IGBT之外的其它可控型开关管器件实现，比如MOSFET。同时，本发明实施例中为保证各开关器件的正常工作，需要在各开关器件上并联一个续流二极管，续流二极管的并联方向与开关器件的类型相关，技术人员可以根据开关器件的类型进行设置，在此不作限定。若未说明，则开关器件默认包含一个续流二极管，特别情况下本实施例会指出。

本申请实施例通过提供一种三相五电平逆变器，解决了现有的三相多电平逆变器中有源器件使用量较多的技术问题，实现节省有源器件，降低器件成本。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

图1~图4显示了四种经典类型的五电平逆变器结构。理论上这四种能够扩展输出任意电平，且电平数量越多其输出电能质量越高。然而随着电平数量的增多，导致多电平逆变器的组成元件数量增加过多、结构复杂并降低效率，同时也存在电容器电压不平衡等问题。对于电平数量为n的经典型多电平结构而言，需要的功率开关器件数量均为2(n-1)。除此之外，CHB型需要(n-1)/2个直流源，这限制了其实际应用。NPC型需要(n-1)个或者以上的直流侧分压电容，(n-1)(n-2)个箝位二极管，与之相似的FC型需要(n-1)个分压电容和(n-1)(n-2)/2个飞跨电容。因此，高电平数量的MLI需要大量元件，将导致整机系统效率降低、功率密度减小，阻碍了多电平逆变器在电能变换领域中的应用。为解决上述问题，本发明实施例提出了一种三相五电平逆变器，与现有的三相五电平NPC型逆变器相比，该逆变器在保证输出波形质量的情况下，节省了4个有源开关器件和18个二极管，有效的降低了器件成本。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图5所示，本发明实施例的三相五电平逆变器，输入侧连接一个直流电源V _dc ，该逆变器包括第一直流分压电容C₁和第二直流分压电容C₂，所述第一直流分压电容C₁和所述第二直流分压电容C₂串联后再并联在直流电源V _dc 两端，且所述第一直流分压电容C₁和所述第二直流分压电容C₂的串联连接点为所述直流电源的电压中位点O。该逆变器还包括：三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂；其中，

所述三相公共电路模块包括：第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第一悬浮电容C₃和第二悬浮电容C₄；第一开关管S₁至第八开关管S₈依次串联连接，第一开关管S₁的第一端连接直流电源V _dc 的正极，第八开关管S₈的第二端连接直流电源V _dc 的负极，第四开关管S₄与第五开关管S₅的公共端连接电压中位点O；所述第一悬浮电容C₄的第一端连接在第一开关管S₁与第二开关管S₂的连接处，所述第一悬浮电容C₃的第二端连接在第三开关管S₃与第四开关管S₄的连接处，所述第二悬浮电容C₄的第一端连接在第五开关管S₅与第六开关管S₆的连接处，所述第二悬浮电容C₄的第二端连接在第七开关管S₇与第八开关管S₈的连接处；

所述A相桥臂的第一端I_1A连接在第二开关管S₂与第三开关管S₃的连接处，第二端I_2A连接在第四开关管S₄与第五开关管S₅的连接处，第三端I_3A连接在第六开关管S₆与第七开关管S₇的连接处，第四端A为交流输出端；

所述B相桥臂的第一端I_1B连接在第二开关管S₂与第三开关管S₃的连接处，第二端I_2B连接在第四开关管S₄与第五开关管S₅的连接处，第三端I_3B连接在第六开关管S₆与第七开关管S₇的连接处，第四端B为交流输出端；

所述C相桥臂的第一端I_1C连接在第二开关管S₂与第三开关管S₃的连接处，第二端I_2C连接在第四开关管S₄与第五开关管S₅的连接处，第三端I_3C连接在第六开关管S₆与第七开关管S₇的连接处，第四端C为交流输出端；

所述三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，每相桥臂均可以分别输出V _dc/2，V _dc/4，0，-V _dc/4和-V _dc/2五个电平。

如图6所示，A相桥臂的第四端A和第一端I_1A之间连接或者断开，第四端和第三端I_3A之间连接或者断开，第四端A和第二端I_2A之间通过第一双向可控开关电路单元连接，通过控制第一双向可控开关电路单元，控制电流从第四端A流向第二端I_2A，或者电流从第二端I_2A流向第四端A，或者断开第四端A和第二端I_2A；

B相桥臂的第四端B和第一端I_1B之间连接或者断开，第四端B和第三端I_3B之间连接或者断开，第四端B和第二端I_2B之间通过第二双向可控开关电路单元连接，通过控制第二双向可控开关电路单元，控制电流从第四端B流向第二端I_2B或者电流从第二端I_2B流向第四端B，或者断开第四端B和第二端I_2B；

C相桥臂的第四端C和第一端I_1C之间连接或者断开，第四端C和第三端I_3C之间连接或者断开，第四端C和第二端I_2C之间通过第三双向可控开关电路单元连接，通过控制第三双向可控开关电路单元，控制电流从第四端C流向第二端I_2C或者电流从第二端I_2C流向第四端C，或者断开第四端C和第二端I_2C。

通过上述描述可知，A、B、C三相桥臂的第一端均连接在同一位置，用I_1ABC表示；A、B、C三相桥臂的第二端均连接在同一位置，用I_2ABC表示；A、B、C三相桥臂的第三端均连接在同一位置，用I_3ABC表示；第四端分别用ABC表示。

如图7所示，A、B、C三相桥臂的第四端和第一端之间均连接一个开关管，第四端和第三端之间均连接一个开关管。

其中：

在A相桥臂中，第九开关管S₉的集电极为A相桥臂的第一端I_1A，连接在第二开关管S₂与第三开关管S₃的连接处；第十开关管S₁₀的发射极为A相桥臂的第三端I_3A，连接在第六开关管S₆与第七开关管S₇的连接处；第九开关管S₉的发射极和第十开关管S₁₀的集电极连接，连接处为A相桥臂的四端。

在B相桥臂中，第十一开关管S₁₁的集电极为B相桥臂的第一端I_1B，连接在第二开关管S₂与第三开关管S₃的连接处；第十二开关管S₁₂的发射极为B相桥臂的第三端I_3B，连接在第六开关管S₆与第七开关管S₇的连接处；第十一开关管S₁₁的发射极和第十二开关管S₁₂的集电极连接，连接处为B相桥臂的四端。

在C相桥臂中，第十三开关管S₁₃的集电极为C相桥臂的第一端I_1C，连接在第二开关管S₂与第三开关管S₃的连接处；第十四开关管S₁₄的发射极为C相桥臂的第三端I_3C，连接在第六开关管S₆与第七开关管S₇的连接处；第十三开关管S₁₃的发射极和第十四开关管S₁₄的集电极连接，连接处为C相桥臂的四端。

如图8至图10所示，第一双向可控开关电路单元、第二双向可控开关电路单元、第三双向可控开关电路单元均包括三种双向可控开关电路单元。

其中：

第一种双向可控开关电路单元包括两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为A、B、C三相桥臂的第四端、第二端（在具体实施过程中，两个开关管的连接方式还可包括两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为A、B、C三相桥臂的第四端、第二端）。

第二种双向可控开关电路单元包括一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为A、B、C三相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为A、B、C三相桥臂的第四端。

第二种双向可控开关电路单元包括两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为A、B、C三相桥臂的第四端、第二端。

需要说明的是，在具体实施过程中，第一、第二、第三双向可控开关电路单元可采用同一种形式的双向可控开关电路单元，也可采用不同形式的双向可控开关电路单元。第一、第二、第三双向可控开关电路单元采用同一种形式的双向可控开关电路单元的具体电路图如图11至图13所示。

如图11所示的三相五电平逆变器，包括2个直流分压电容C ₁和C ₂，2个悬浮电容，20个有源功率开关器件S ₁~S ₂₀。V _dc为直流供电电源，P，O，N分别代表电源的正极，中点和负极，A，B，C代表逆变器的三相输出，电容C ₁和C ₂的电压均为V _dc/2，电容C ₃和C ₄的电压均为V _dc/4，i _a、i _b、i _c分别为三相输出电流。

开关S ₉、S ₁₀、S ₁₅和S ₁₆构成A相桥臂，开关S ₁₁、S ₁₂、S ₁₇和S ₁₈构成B相桥臂，开关S ₁₃、S ₁₄、S ₁₉和S ₂₀构成C相桥臂，S ₁、S ₂、S ₃、S ₄、S ₅、S ₆、S ₇、S ₈是三相公共开关。以直流母线的中点O作为参考点，三相输出电流（i _a、i _b、i _c）以流出桥臂为正，那么每相桥臂均可以分别输出五个电平V _dc/2，V _dc/4，0，-V _dc/4和-V _dc/2。

如图14所示，该三相五电平逆变器一共有77个工作模态（矢量）。在模态分析时，为了方便表达，将五个电平V _dc/2，V _dc/4，0，-V _dc/4和-V _dc/2分别用4，3，2，1，0表示。所有矢量在平面上的分布如图14所示。根据矢量幅值的不同，可以将所有矢量分为五类。位于中心的5个矢量幅值为0，称其为零矢量；第一个六边形上总共分布12个矢量，它们可以被分为6组，每组包含2个冗余矢量，且它们的矢量长度为V _dc/6；第二个六边形上总共分布24个矢量，其中18个矢量的长度为V _dc/3，每组包含3个冗余矢量，6个矢量的长度为

V _dc/6，每组仅有1个矢量；第三个六边形上总共分布24个矢量，其中12个矢量的长度为V _dc/2，每组包含2个冗余矢量，12个矢量的长度为/>

V _dc/6；最外层六边形上分布12个矢量，其中6个矢量长度为2V _dc/3，另外6个矢量长度为/>

V _dc/3。

空间矢量图中，冗余矢量对悬浮电容和母线电容电压的影响作用是相反的，可以用其对电容进行平衡。因此所提逆变器无需额外的电容平衡电路，节省了成本。

综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、本发明实施例提出一种三相五电平逆变器，与传统三相五电平NPC型逆变器相比，该三相五电平逆变器共用一个三相公共电路模块，在保证输出波形质量的情况下，节省了有源开关器件和二极管，显著降低了成本。

2、本发明实施例的三相五电平逆变器无需额外的电容平衡电路，节省了成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种三相五电平逆变器，输入侧连接一个直流电源V _dc 、第一直流分压电容和第二直流分压电容，所述第一直流分压电容和所述第二直流分压电容串联后再并联在直流电源两端，且所述第一直流分压电容和所述第二直流分压电容的串联连接点为所述直流电源的电压中位点，其特征在于，所述三相五电平逆变器还包括：三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂；其中，

所述三相公共电路模块包括：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、第七开关管、第八开关管、第一悬浮电容和第二悬浮电容；第一开关管至第八开关管依次串联连接，第一开关管的第一端连接直流电源的正极，第八开关管的第二端连接直流电源的负极，第四开关管与第五开关管的公共端连接电压中位点；所述第一悬浮电容的第一端连接在第一开关管与第二开关管的连接处，所述第一悬浮电容的第二端连接在第三开关管与第四开关管的连接处，所述第二悬浮电容的第一端连接在第五开关管与第六开关管的连接处，所述第二悬浮电容的第二端连接在第七开关管与第八开关管的连接处；

所述A相桥臂的第一端连接在第二开关管与第三开关管的连接处，第二端连接在第四开关管与第五开关管的连接处，第三端连接在第六开关管与第七开关管的连接处，第四端为交流输出端；

所述B相桥臂的第一端连接在第二开关管与第三开关管的连接处，第二端连接在第四开关管与第五开关管的连接处，第三端连接在第六开关管与第七开关管的连接处，第四端为交流输出端；

所述C相桥臂的第一端连接在第二开关管与第三开关管的连接处，第二端连接在第四开关管与第五开关管的连接处，第三端连接在第六开关管与第七开关管的连接处，第四端为交流输出端；

所述三相公共电路模块、A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂连接若干控制端，适于在控制端接入的控制信号的控制下，每相桥臂的输出端与每相桥臂第一端、第二端、第三端断开或连接，每相桥臂均可以分别输出V _dc/2，V _dc/4，0，-V _dc/4和-V _dc/2五个电平。

2.如权利要求1所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述A相桥臂的第四端和第一端之间连接或者断开，第四端和第三端之间连接或者断开，第四端和第二端之间通过第一双向可控开关电路单元连接，通过控制第一双向可控开关电路单元，控制电流从第四端流向第二端，或者电流从第二端流向第四端，或者断开第四端和第二端；

所述B相桥臂的第四端和第一端之间连接或者断开，第四端和第三端之间连接或者断开，第四端和第二端之间通过第二双向可控开关电路单元连接，通过控制第二双向可控开关电路单元，控制电流从第四端流向第二端或者电流从第二端流向第四端，或者断开第四端和第二端；

所述C相桥臂的第四端和第一端之间连接或者断开，第四端和第三端之间连接或者断开，第四端和第二端之间通过第三双向可控开关电路单元连接，通过控制第三双向可控开关电路单元，控制电流从第四端流向第二端，或者电流从第二端流向第四端，或者断开第四端和第二端。

3.如权利要求2所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述A相桥臂、B相桥臂和C相桥臂的第四端和第一端之间均连接一个开关管，第四端和第三端之间均连接一个开关管。

4.如权利要求2或3所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述第一双向可控开关电路单元包括：

两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为A相桥臂的第四端、第二端；

或，

两个开关管，其连接方式为两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为A相桥臂的第四端、第二端；

或，

一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为A相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为A相桥臂的第四端；

或，

两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为A相桥臂的第四端、第二端。

5.如权利要求2或3所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述第二双向可控开关电路单元包括：

两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为B相桥臂的第四端、第二端；

或，

两个开关管，其连接方式为两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为B相桥臂的第四端、第二端；

或，

一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为B相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为B相桥臂的第四端；

或，

两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为B相桥臂的第四端、第二端。

6.如权利要求2或3所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述第三双向可控开关电路单元包括：

两个开关管，其连接方式为两个开关管的发射极相连，两个开关管的集电极分别为C相桥臂的第四端、第二端；

或，

两个开关管，其连接方式为两个开关管的集电极相连，两个开关管的发射极分别为C相桥臂的第四端、第二端；

或，

一个开关管和四个二极管，其连接方式为开关管的集电极连接第一个二极管、第三个二极管的阴极，开关管的发射极连接第二个二极管、第四个二极管的阳极，第一个二极管的阳极连接第二个二极管的阴极，第三个二极管的阳极连接第四个二极管的阴极，第一个二极管与第二个二极管的连接处为C相桥臂的第二端，第三个二极管与第四个二极管的连接处为C相桥臂的第四端；

或，

两个开关管和两个二极管，其连接方式为两个开关管的集电极分别连接一个二极管的阴极，两个开关管的发射极分别连接二极管的阳极，两个开关管的发射极与两个二极管的阳极的连接处分别为C相桥臂的第四端、第二端。

7.如权利要求2或3所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述第一双向可控开关电路单元、第二双向可控开关电路单元和第三双向可控开关电路单元采用相同的电路。

8.如权利要求2或3所述的一种三相五电平逆变器，其特征在于，所述第一双向可控开关电路单元、第二双向可控开关电路单元和第三双向可控开关电路单元采用不同的电路。

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