CN117767781A - 五电平逆变电路、逆变器及射频电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源逆变技术领域，具体公开了一种五电平逆变电路、逆变器及射频电源。该电路包括：正向导通回路、负向导通回路和由第一至第四开关管构成的电平切换模块；第一开关管的第一端与第一直流电源的正极连接，第二端通过负向导通回路与负载的正极连接，第二开关管的第一端与第二直流电源的正极连接，第二端与负载的正极连接，第三开关管的第一端与第一直流电源的正极连接，第二端通过正向导通回路与负载的负极连接，第四开关管的第一端与第二直流电源连接，第二端与负载的负极连接；通过控制第一至第四开关管的通断状态，在负载两端形成任一状态的供电电压。减少了参与逆变导通的开关器件，从而降低整体的开关损耗。

Description

五电平逆变电路、逆变器及射频电源

技术领域

本发明涉及电源逆变技术领域，尤其涉及一种五电平逆变电路、逆变器及射频电源。

背景技术

逆变器可以实现电能从直流到交流的变换，目前被广泛应用于新能源发电并网以及电源制造等领域。逆变器通过脉宽调制技术，使得输出的方波在大体上接近正弦波，而为了在提高输出电压的幅值同时保证精度，多电平逆变器成为学术研究以及工业应用的重点。在超高精度的电源制造领域，不仅要保证输出电压的精度，同时还需要充分考虑当部分开关器件失效时，系统能否快速做出调整实现暂态向稳态的过渡。

目前的部分多电平逆变器，存在器件数量冗杂，实现多电平需要大量的开关器件参与导通，这会导致系统的开关损耗大，整体效率低。为了保证在部分开关器件失效时系统可以重新进入稳定，部分逆变器需要额外增加调节网络，这不仅造成系统整体的体积变大，而且在控制上也增大了难度，同时重新进入稳态的时间偏长，这将严重影响系统的稳定运行。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种五电平逆变电路、逆变器及射频电源，旨在解决现有技术中多电平逆变器为实现多电平需要存在大量的开关器件，导致系统结构较大且控制逻辑复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种五电平逆变电路，所述五电平逆变电路包括：正向导通回路、负向导通回路和由第一至第四开关管构成的电平切换模块；

所述电平切换模块中第一开关管的第一端与第一直流电源的正极连接，第二端通过所述负向导通回路与负载的正极连接，第二开关管的第一端与第二直流电源的正极连接，第二端与所述负载的正极连接，第三开关管的第一端与所述第一直流电源的正极连接，第二端通过所述正向导通回路与所述负载的负极连接，所述第四开关管的第一端与所述第二直流电源连接，第二端与所述负载的负极连接；

所述电平切换模块，用于控制第一至第四开关管的通断状态，以在所述负载两端形成任一状态的供电电压。

可选的，所述正向导通回路包括：第五开关管和第六开关管；

所述第五开关管的第一端与所述第一直流电源的负极连接，第二端同时与所述第三开关管的第二端以及所述第六开关管的第一端连接，所述第六开关管的第二端同时与所述第四开关管的第二端以及所述负载的负极连接。

可选的，所述负向导通回路包括：第七开关管和第八开关管；

所述第七开关管的第一端与所述第一直流电源的负极连接，第二端同时与所述第一开关管的第二端以及所述第八开关管的第一端连接，所述第八开关管的第二端同时与所述第二开关管的第二端以及所述负载的正极连接。

可选的，所述五电平逆变电路的工作状态包括：第一至第五工作状态；

在第一工作状态时：所述第二开关管、所述第五开关管和所述第六开关管导通，输出正向第一电压；

在第二工作状态时：所述第二开关管、所述第三开关管和所述第六开关管导通，输出正向第二电压；

在第三工作状态时：所述第二开关管和所述第四开关管导通，输出零电压；

在第四工作状态时：所述第一开关管、所述第四开关管和所述第八开关管导通，输出负向第二电压；

在所述第五工作状态时：所述第四开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，输出负向第一电压

可选的，所述五电平逆变电路还包括：备用导通模块；

所述备用导通模块与所述正向导通回路以及所述负向导通回路并联设置；

所述电平切换模块，还用于在所述正向导通回路或所述负向导通回路发生开路故障时，通过所述备用导通模块在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。

可选的，所述备用导通模块包括：第九开关管和第十开关管；

所述第九开关管的第一端同时与所述第一直流电源的负极以及所述第十开关管的第一端连接，所述第九开关管的第二端与所述负载的正极连接，所述第十开关管的第二端与所述负载的负极连接。

可选的，所述五电平逆变电路还包括：备用切换模块；

所述备用切换模块与所述电平切换模块并联设置；

所述备用切换模块，用于在所述电平切换模块的开关管发生开路故障时，在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。

可选的，所述备用切换模块包括：第十一开关管和第十二开关管；

所述第十一开关管与所述第二开关管并联连接，所述第十二开关管与所述第四开关管并联连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种五电平逆变器，所述五电平逆变器包括如上所述的五电平逆变电路。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种射频电源，所述射频电源包括串联连接的第一电源与第二电源和如上所述的五电平逆变器。

本发明技术方案通过提出一种五电平逆变电路、逆变器及射频电源。所述五电平逆变电路包括：正向导通回路、负向导通回路和由第一至第四开关管构成的电平切换模块；所述电平切换模块中第一开关管的第一端与第一直流电源的正极连接，第二端通过所述负向导通回路与所述负载的正极连接，第二开关管的第一端与第二直流电源的正极连接，第二端与所述负载的正极连接，第三开关管的第一端与所述第一直流电源的正极连接，第二端通过所述正向导通回路与所述负载的负极连接，所述第四开关管的第一端与所述第二直流电源连接，第二端与所述负载的负极连接；所述电平切换模块，用于控制第一至第四开关管的通断状态，以在所述负载两端形成任一状态的供电电压。通过第一至第四开关管构成的电平切换模块对正相导通模块和负相导通模块进行切换控制，使得能够在负载两端形成多电平输出，减少了参与逆变导通的开关器件，从而降低整体的开关损耗。

附图说明

图1为本发明提出的五电平逆变电路第一实施例的结构示意图；

图2为本发明提出的五电平逆变电路第一实施例中的输出波形示意图；

图3为本发明提出的五电平逆变电路第二实施例的结构示意图；

图4为本发明提出的五电平逆变电路第三实施例的结构示意图；

图5为本发明提出的五电平逆变电路第三实施例中第六开关管故障时的输出波形示意图；

图6为本发明提出的五电平逆变电路第三实施例中三个开关管故障时的输出波形示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，图1为本发明提出的五电平逆变电路第一实施例的结构示意图。基于图1提出本发明五电平逆变电路的第一实施例。

在本实施例中，所述五电平逆变电路包括：正向导通回路10、负向导通回路20和由第一至第四开关管构成的电平切换模块30。

其中，所述电平切换模块30中第一开关管S1的第一端与第一直流电源V_dc1的正极连接，第二端通过所述负向导通回路20与负载的正极连接，第二开关管S1的第一端与第二直流电源V_dc2的正极连接，第二端与所述负载的正极连接，第三开关管S3的第一端与所述第一直流电源V_dc1的正极连接，第二端通过所述正向导通回路10与所述负载的负极连接，所述第四开关管S4的第一端与所述第二直流电源V_dc2连接，第二端与所述负载的负极连接。

需要说明的是，所述正向导通回路10以及所述负向导通回路20可以是根据预先设置的导通频率，实现直流电源与负载之间供电导通的控制回路，所述正相导通回路10可以控制所述负载的负极与所述第三开关管S3的第二端或第一直流电源V_dc1之间的导通，所述负相导通回路20可以控制所述负载的正极与所述第一开关管S1的第二端或第一直流电源Vdc1之间的导通。上述第一至第四开关管的控制端也与外部设备连接（未在图中示出），接收外部设备的导通控制信号，以实现多电平的输出。

应当理解的是，第一直流电源V_dc1和第二直流电源V_dc2可以是能够在电路中保持恒定电压电流输出的电子设备，例如蓄电池或直流电机等。以第一直流电源V_dc1和第二直流电源V_dc2的输出电压相同均为Vdc为例，所述五电平逆变电路的五电平输出即为2Vdc、Vdc、0、-Vdc和-2Vdc这五种电平输出状态即为所述五电平逆变器的第一至第五工作状态。第一直流电源V_dc1和第二直流电源V_dc2输出的直流电压不做限制，使用不同输出电压等级的所述直流电源可以得到不同大小的五电平输出。

在一种可能的实现方式中，所述五电平逆变电路的第一至第五工作状态的导通模态为：控制导通第二开关管S2，同时控制所述正相导通回路10导通所述负载的负极至所述第一直流电源V_dc1之间的回路，以使得所述负载上接收到的输出电压为2Vdc。控制导通第二开关管S2和第三开关管S3，同时控制所述正相导通回路10导通所述负载的负极至所述第三开关管S3的第二端之间的回路，以使得所述负载上接收到的输出电压为Vdc。控制同时导通第二开关管S2和第四开关管S4，以使得所述负载上接收到的输出电压为0。控制导通第一开关管S1和第四开关管S4，同时控制所述负相导通回路20导通所述负载的正极至所述第一开关管S1的第二端之间的回路，以使得所述负载上接收到的输出电压为-Vdc。控制导通第四开关管S4，同时控制所述负相导通回路20导通所述负载的正极至所述第一直流电源V_dc1之间的回路，以使得所述负载上接收到的输出电压为-2Vdc。

参照图2，图2为本发明提出的五电平逆变电路第一实施例中的输出波形示意图。通过脉宽调制技术控制上述开关管的导通时间，以使得输出的方波在大体上能够接近正弦波，假定负载呈现感性，负载电流io会略微滞后于输出电压。

应当理解的是，上述五电平逆变电路的第一至第五工作状态的导通模态是控制逻辑较为简单的一种模态，也可以采用其他的控制逻辑，例如：控制导通第一开关管S1，控制所述负相导通回路20导通所述负载的正极至所述第一开关管S1的第二端之间的回路，同时控制所述正相导通回路10导通所述负载的负极至所述第一直流电源V_dc1之间的回路，以使得所述负载上接收到的输出电压为Vdc。其他的实现方式与上述方式类似，在此不再一一赘述。

在本实施例中，所述五电平逆变电路包括：正向导通回路、负向导通回路和由第一至第四开关管构成的电平切换模块；所述电平切换模块中第一开关管的第一端与第一直流电源的正极连接，第二端通过所述负向导通回路与所述负载的正极连接，第二开关管的第一端与第二直流电源的正极连接，第二端与所述负载的正极连接，第三开关管的第一端与所述第一直流电源的正极连接，第二端通过所述正向导通回路与所述负载的负极连接，所述第四开关管的第一端与所述第二直流电源连接，第二端与所述负载的负极连接；所述电平切换模块，用于控制第一至第四开关管的通断状态，以在所述负载两端形成任一状态的供电电压。通过第一至第四开关管构成的电平切换模块对正相导通模块和负相导通模块进行切换控制，使得能够在负载两端形成多电平输出，减少了参与逆变导通的开关器件，从而降低整体的开关损耗。

参照图3，图3为本发明提出的五电平逆变电路第二实施例的结构示意图。基于上述五电平逆变电路的第一实施例提出本发明五电平逆变电路的第二实施例。

在本实施例中，所述正向导通回路包括：第五开关管S5和第六开关管S6；所述第五开关管S5的第一端与所述第一直流电源V_dc1的负极连接，第二端同时与所述第三开关管S3的第二端以及所述第六开关管S6的第一端连接，所述第六开关管S6的第二端同时与所述第四开关管S4的第二端以及所述负载的负极连接。

需要说明的是，可以通过控制导通所述第六开关管S6同时截止所述第五开关管S5以导通负载负极与所述第三开关管S3之间的导通回路，或是同时导通所述第五开关管S5和第六开关管S6以导通负载负极与所述第一直流电源V_dc1之间的导通回路。

进一步地，所述负向导通回路包括：第七开关管S7和第八开关管S8；所述第七开关管S7的第一端与所述第一直流电源V_dc1的负极连接，第二端同时与所述第一开关管S1的第二端以及所述第八开关管S8的第一端连接，所述第八开关管S8的第二端同时与所述第二开关管S2的第二端以及所述负载的正极连接。

需要说明的是，可以通过控制导通所述第八开关管S8同时截止所述第七开关管S7以导通负载正极与所述第一开关管S1之间的导通回路，或是同时导通所述第七开关管S7和第八开关管S8以导通负载正极与所述第一直流电源V_dc1之间的导通回路。

应当理解的是，上述五电平逆变电路的第一至第五工作状态的导通模态可以有：在第一工作状态时，所述第二开关管S2、所述第五开关管S5和所述第六开关管S6导通，输出正向第一电压2Vdc至负载。在第二工作状态时：所述第二开关管S2、所述第三开关管S3和所述第六开关管S6导通，输出正向第二电压Vdc至负载；在第三工作状态时：所述第二开关管S2和所述第四开关管S4导通，输出零电压0至负载。在第四工作状态时：所述第一开关管S1、所述第四开关管S4和所述第八开关管S8导通，输出负向第二电压-Vdc至负载；在所述第五工作状态时：所述第四开关管S4、所述第七开关管S7和所述第八开关管S8导通，输出负向第一电压-2Vdc至负载。以实现所述五电平逆变电路的五电平输出状态。

需要说明的是，上述第一至第五工作状态的导通模态可以是控制逻辑较为简单的一种实现方式，也可以有其他的导通方式，例如，也可以通过导通第一开关管S1、所述第八开关管S8、所述第五开关管和第六开关管S6的方式输出正向第二电压Vdc至负载。其他的实现方式与上述方式类似，在此不再一一赘述。

在本实施例中，通过使用第五开关管和第六开关管构建所述正向导通回路，以实现所述五电平逆变电路的第一工作状态和第二工作状态，产生正向的2Vdc电压和Vdc电压至所述负载，通过使用第七开关管和第八开关管构建所述负向导通回路，以实现所述五电平逆变电路的第四工作状态和第五工作状态，产生负向的-2Vdc电压和-Vdc电压至所述负载。减少了参与逆变导通的开关器件，从而降低整体的开关损耗。

参照图4，图4为本发明提出的五电平逆变电路第三实施例的结构示意图。基于上述五电平逆变电路的实施例提出本发明五电平逆变电路的第三实施例。

在本实施例中，所述五电平逆变电路还包括：备用导通模块和备用切换模块。所述备用导通模块与所述正向导通回路以及所述负向导通回路并联设置。所述备用切换模块与所述电平切换模块并联设置。

需要说明的是，所述电平切换模块还可以用于在所述正向导通回路10或所述负向导通回路20发生开路故障时，通过所述备用导通模块在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。所述备用切换模块可以用于在所述电平切换模块的开关管发生开路故障时，在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。

应当理解的是，由于在五电平逆变电路正常工作过程中可能会发生击穿故障，而在超高精度的电源制造领域，不仅要保证输出电压的精度，同时还需要充分考虑当部分开关器件失效时，系统能否快速做出调整实现暂态向稳态的过渡。因此可以通过设置所述备用导通模块在所述正向导通回路或所述负向导通回路发生开路故障时，替代正向导通回路或所述负向导通回路实现直流电源与负载之间供电导通的回路控制。同时设置所述备用切换模块在所述电平切换模块发生开路故障时，替代所述电平切换模块实现五种电平输出状态的控制。

需要说明的是，所述备用导通模块包括：第九开关管S9和第十开关管S10；所述第九开关管S9的第一端同时与所述第一直流电源V_dc1的负极以及所述第十开关管S10的第一端连接，所述第九开关管S9的第二端与所述负载的正极连接，所述第十开关管S10的第二端与所述负载的负极连接。

进一步地，所述备用切换模块包括：第十一开关管S11和第十二开关管S12；所述第十一开关管S11与所述第二开关管并联连接，所述第十二开关管与所述第四开关管并联连接。

在一种可能的实现方式中，以上述第六开关管S6发生开路故障为例，此时所述正向导通回路10发生故障，五电平逆变电路无法工作在第一工作状态和第二工作状态，即无法向负载输出正向的2Vdc和Vdc的电压。参照图5，图5为本发明提出的五电平逆变电路第三实施例中第六开关管故障时的输出波形示意图。

需要说明的是，可以通过控制所述第十开关管S10投入使用的方式确保五电平逆变电路能够正常实现五电平输出状态。此时，在第一工作状态时，所述第二开关管S2和所述第十开关管S10导通，输出正向第一电压2Vdc至负载。在第二工作状态时，所述第一开关管S1、第八开关管S8和所述第十开关管S10导通输出正向第二电压Vdc至负载。其余第三至第五工作状态的导通状况不变。以实现在第六开关管S6故障时也能保证五电平逆变电路正常实现五电平的输出状态。

应当理解的是，若是第八开关管S8发生开路故障，此时所述负向导通回路20发生故障，五电平逆变电路无法工作在第四工作状态和第五工作状态，即无法向负载输出负向的-2Vdc和-Vdc的电压。此时可以通过控制所述第九开关管S9投入使用的方式确保五电平逆变电路能够正常实现五电平输出状态。具体实现方式与上述第六开关管S6发生开路故障时投入第十开关管S10的步骤类似，在此不再一一赘述，同理第五开关管S5和第七开关管S7的故障切换方式也与上述步骤类似。

进一步地，本发明提出的包括上述备用导通模块和备用切换模块的五电平逆变电路还可以在上述第一至第八开关管中的多个开关管发生故障时投入使用，使得系统继续维持稳定运行。其中，最大可以支持其中三个开关管被击穿的情况下继续保持工作。以上述第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6发生击穿开路故障为例。此时五电平逆变电路无法工作在任一工作状态，即无法向负载输出任何电压。参照图6，图6为本发明提出的五电平逆变电路第三实施例中三个开关管故障时的输出波形示意图。

需要说明的是，可以通过控制所述第十开关管S10和第十二开关管S12投入使用的方式确保五电平逆变电路能够正常实现五电平输出状态。此时，在第一工作状态时，所述第二开关管S2和所述第十开关管S10导通，输出正向第一电压2Vdc至负载。在第二工作状态时，所述第一开关管S1、第八开关管S8和所述第十开关管S10导通输出正向第二电压Vdc至负载。在第三工作状态时，所述第二开关管S2和所述第十二开关管S12导通，输出零电压0至负载。在第四工作状态时：所述第一开关管S1、所述第八开关管S8和所述第十二开关管S12导通，输出负向第二电压-Vdc至负载；在所述第五工作状态时：所述第七开关管S7、所述第八开关管S8和所述第十二开关管S12导通，输出负向第一电压-2Vdc至负载。以实现在第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6均发生开路故障时也能保证五电平逆变电路正常实现五电平的输出状态。

应当理解的是，若是第二开关管S2、第七开关管S7和第八开关管S8同时发生开路故障。此时可以通过控制所述第九开关管S9和第十一开关管S11投入使用的方式确保五电平逆变电路能够正常实现五电平输出状态。具体实现方式与上述第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6发生开路故障时投入第十开关管S10和第十二开关管S12的步骤类似，在此不再一一赘述，同理其他不超过三个开关管发生开路故障的切换方式也与上述步骤类似。

在本实施例中，使用第九开关管和第十开关管构建备用导通模块，与所述正向导通回路以及所述负向导通回路并联设置，在所述正向导通回路或所述负向导通回路发生开路故障时，通过所述备用导通模块在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。使用第十一开关管和第十二开关管构建备用切换模块，与所述电平切换模块并联设置，在所述电平切换模块的开关管发生开路故障时，在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。确保第一至第八开关管中有开关管发生击穿开路故障时也能够迅速切换恢复正常工作状态，满足了射频电源领域对于电源可靠性高、稳定性强的要求，且控制逻辑比较简单，参与切换的开关器件较少，从而降低整体的开关损耗。

此外，本发明还提出了一种五电平逆变器。所述五电平逆变器包括上述的五电平逆变电路。

由于五电平逆变器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，本发明还提出了一种射频电源。所述射频电源包括串联连接的第一电源与第二电源以及如上所述的五电平逆变器。

其中，所述第一电源和所述第二电源均为直流电源，可以实现双直流电源至五电平输出的交流电源的变换，且可以通过改变所述第一电源和第二电源的大小以修改五电平输出幅值。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种五电平逆变电路，其特征在于，所述五电平逆变电路包括：正向导通回路、负向导通回路和由第一至第四开关管构成的电平切换模块；

所述电平切换模块中第一开关管的第一端与第一直流电源的正极连接，第二端通过所述负向导通回路与负载的正极连接，第二开关管的第一端与第二直流电源的正极连接，第二端与所述负载的正极连接，第三开关管的第一端与所述第一直流电源的正极连接，第二端通过所述正向导通回路与所述负载的负极连接，所述第四开关管的第一端与所述第二直流电源连接，第二端与所述负载的负极连接；

所述电平切换模块，用于控制第一至第四开关管的通断状态，以在所述负载两端形成任一状态的供电电压。

2.如权利要求1所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述正向导通回路包括：第五开关管和第六开关管；

所述第五开关管的第一端与所述第一直流电源的负极连接，第二端同时与所述第三开关管的第二端以及所述第六开关管的第一端连接，所述第六开关管的第二端同时与所述第四开关管的第二端以及所述负载的负极连接。

3.如权利要求2所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述负向导通回路包括：第七开关管和第八开关管；

所述第七开关管的第一端与所述第一直流电源的负极连接，第二端同时与所述第一开关管的第二端以及所述第八开关管的第一端连接，所述第八开关管的第二端同时与所述第二开关管的第二端以及所述负载的正极连接。

4.如权利要求3所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述五电平逆变电路的工作状态包括：第一至第五工作状态；

在第一工作状态时：所述第二开关管、所述第五开关管和所述第六开关管导通，输出正向第一电压；

在第二工作状态时：所述第二开关管、所述第三开关管和所述第六开关管导通，输出正向第二电压；

在第三工作状态时：所述第二开关管和所述第四开关管导通，输出零电压；

在第四工作状态时：所述第一开关管、所述第四开关管和所述第八开关管导通，输出负向第二电压；

在所述第五工作状态时：所述第四开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，输出负向第一电压。

5.如权利要求1所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述五电平逆变电路还包括：备用导通模块；

所述备用导通模块与所述正向导通回路以及所述负向导通回路并联设置；

所述电平切换模块，还用于在所述正向导通回路或所述负向导通回路发生开路故障时，通过所述备用导通模块在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。

6.如权利要求5所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述备用导通模块包括：第九开关管和第十开关管；

所述第九开关管的第一端同时与所述第一直流电源的负极以及所述第十开关管的第一端连接，所述第九开关管的第二端与所述负载的正极连接，所述第十开关管的第二端与所述负载的负极连接。

7.如权利要求1所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述五电平逆变电路还包括：备用切换模块；

所述备用切换模块与所述电平切换模块并联设置；

所述备用切换模块，用于在所述电平切换模块的开关管发生开路故障时，在所述负载的两端形成任一状态的供电电压。

8.如权利要求7所述的五电平逆变电路，其特征在于，所述备用切换模块包括：第十一开关管和第十二开关管；

所述第十一开关管与所述第二开关管并联连接，所述第十二开关管与所述第四开关管并联连接。

9.一种五电平逆变器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的五电平逆变电路。

10.一种射频电源，其特征在于，包括串联连接的第一电源与第二电源以及如权利要求9所述的五电平逆变器。