陽(yáng)極和第四功率二極管D8的陽(yáng)極連接，第四功率二極管D8的陰極和直流母線中點(diǎn)連接，第四功率開(kāi)關(guān)管S4的發(fā)射極分別與第四體二極管D4的陽(yáng)極和至少一個(gè)輸入電源的負(fù)極連接。
[0063]第一濾波電路30，與第一電平控制電路20的反相耦合的兩繞組變壓器Tl的第一繞組的異名端與第二繞組的同名端的連接點(diǎn)a連接，用于將所述具有多個(gè)電平值的梯形波轉(zhuǎn)變?yōu)檎也ㄝ敵觥５谝粸V波電路30如圖2所示，包括輸出濾波電感L1、輸出濾波電容C3以及負(fù)載Rl。其中，輸出濾波電感LI的一端分別與反相耦合的兩繞組變壓器Tl的第一繞組的異名端和第二繞組的同名端連接，構(gòu)成逆變中點(diǎn)，輸出濾波電感LI的另一端分別與輸出濾波電容C3的正極和負(fù)載Rl的一端連接，輸出濾波電容C3的負(fù)極和負(fù)載Rl的另一端連接。
[0064]下面結(jié)合圖2對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多電平逆變器的工作原理進(jìn)行一個(gè)完整描述。
[0065]所述四個(gè)功率開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3、S4分別由第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。其中，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由調(diào)制波和第一載波調(diào)制而成，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第二載波調(diào)制而成，所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第三載波調(diào)制而成，所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第四載波調(diào)制而成。而所述調(diào)制波為正弦波，所述第一載波、所述第二載波、所述第三載波以及所述第四載波為三角波，所述第三載波相對(duì)所述第一載波移相180度，所述第二載波的相位和所述第三載波的相位相差180度，所述第四載波的相位和所述第一載波的相位相差180度。Vb。為變壓器Tl的兩個(gè)繞組端電壓，而VaQ為逆變中點(diǎn)電壓。設(shè)S1、S4的占空比為D，0點(diǎn)接地，輸入電源電壓為Vin，輸出電壓為
Vout O
[0066]當(dāng)所述第一功率開(kāi)關(guān)管SI在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于O且小于0.5的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第一方波，所述第一方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和O。
[0067]具體的，當(dāng)D〈0.5時(shí)，在一個(gè)完整開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述多電平逆變器具有四個(gè)工作模態(tài)，如圖3所示。
[0068]在t0?tl時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)1，功率開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3導(dǎo)通。雖然S2已經(jīng)導(dǎo)通，但并不流過(guò)電流?！癰”點(diǎn)電位為輸入電壓Vin的正極、“C”點(diǎn)電位為直流母線中點(diǎn)0，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = Vin/2，而反相耦合變壓器Tl與輸出濾波電感連接的中點(diǎn)“a”到直流母線中點(diǎn)“O”的電壓VaQ為+Vin/4。
[0069]在11?t2時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)2，功率開(kāi)關(guān)管S2、S3導(dǎo)通，同時(shí)功率二極管D7、D8也續(xù)流導(dǎo)流?！癰”點(diǎn)電位為直流母線中點(diǎn)、“c”點(diǎn)電位也為直流母線中點(diǎn)，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = 0，同時(shí)，逆變中點(diǎn)電SvaQ = o。
[0070]在t2?t3時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)3，功率開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通，同時(shí)功率二極管D6、D7續(xù)流導(dǎo)通?！癰”點(diǎn)電壓為直流母線中點(diǎn)、“c”點(diǎn)電壓為輸入電壓Vin的正極，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vb。= -Vin/2，同時(shí)，逆變中點(diǎn)電壓VaQ = +Vin/4。
[0071 ] 在t3?t4時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)4，功率開(kāi)關(guān)管S2、S3導(dǎo)通，同時(shí)功率二極管D7、D8也續(xù)流導(dǎo)流?！癰”點(diǎn)電位為直流母線中點(diǎn)、“c”點(diǎn)電位也為直流母線中點(diǎn)，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = 0，同時(shí)，逆變中點(diǎn)電SvaQ = o。
[0072]當(dāng)所述第一功率開(kāi)關(guān)管SI在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于0.5且小于I的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第二方波，所述第二方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和1/2倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓。
[0073]具體的，當(dāng)D>0.5時(shí)，在一個(gè)完整開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述多電平逆變器有四個(gè)工作模態(tài)，如圖4所示。
[0074]在t0?tl時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)I，功率開(kāi)關(guān)管S1、S2導(dǎo)通，功率二極管D6續(xù)流導(dǎo)通。雖然S2已經(jīng)導(dǎo)通，但并不流過(guò)電流。此時(shí)“b”點(diǎn)電位為輸入電源電壓Vin的正極、“c”點(diǎn)電位也為輸入電源電壓Vin的正極，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = 0，同時(shí)，VaQ = +Vin/2。
[0075]在11?t2時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)2，功率開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3導(dǎo)通。雖然S2已經(jīng)導(dǎo)通，但并不流過(guò)電流。此時(shí)“b”點(diǎn)電位為輸入電源電壓Vin的正極、“c”點(diǎn)電位為直流母線中點(diǎn)O，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = +Vin/2，同時(shí)，VaQ = +Vin/4。
[0076]在t2?t3時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)3，功率開(kāi)關(guān)管S1、S2導(dǎo)通，功率二極管D6續(xù)流導(dǎo)通。雖然S2已經(jīng)導(dǎo)通，但并不流過(guò)電流?！癰”點(diǎn)電位為輸入電壓Vin的正極、“c”點(diǎn)電位也為輸入電壓Vin的正極，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = O，同時(shí)，VaQ = Vin/2。
[0077]在t3?t4時(shí)間段內(nèi)為工作模態(tài)4，功率開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通，同時(shí)功率二極管D6、D7續(xù)流導(dǎo)通?！癰”點(diǎn)電壓為直流母線中點(diǎn)、“C”點(diǎn)電壓為輸入電壓Vin的正極，因此反相耦合變壓器Tl的兩端電壓Vbc = -Vin/2，同時(shí)，VaQ = +Vin/4。
[0078]當(dāng)所述第四功率開(kāi)關(guān)管S4在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于O且小于0.5的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第三方波，所述第三方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括-1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和O。
[0079 ]具體的，當(dāng)S4的占空比D〈0.5時(shí)，在逆變中點(diǎn)可輸出O、-1 /4Vin兩種電平值。與SI的占空比D〈0.5時(shí)原理相似，此處不再贅述。
[0080]當(dāng)所述第四功率開(kāi)關(guān)管S4在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的占空比在大于0.5且小于I的區(qū)間時(shí)，所述電平控制電路向所述濾波電路輸出第四方波，所述第四方波包括兩種電平值，所述兩種電平值包括-1/4倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓和-1/2倍的所述至少一個(gè)輸入電源的電壓。
[0081]具體的，當(dāng)S4的占空比D>0.5時(shí)，在逆變中點(diǎn)可輸出-l/4Vin、-l/2Vin兩種電平值。與SI的占空比D>0.5時(shí)原理相似，此處不再贅述。
[0082 ] 因此，VaQ最終可實(shí)現(xiàn)I /4Vin、l/2Vin、O、-1/4Vin、-1 /2Vin五種電平，在Vciut端輸出的正弦波具有五種電平值。
[0083]通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的占空比，以使逆變器的變壓器的逆變中點(diǎn)電壓具有多個(gè)電平值，使得在逆變中點(diǎn)輸出具有多電平值的梯形波，在所述梯形波經(jīng)過(guò)濾波電路后更容易轉(zhuǎn)變?yōu)檎也?，且輸出電壓電平?shù)越多，梯形波就越接近正弦波，越接近正弦波輸出諧波也就越小，從而可以提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。
[0084]圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例中的多電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，所述多電平逆變器包括前述實(shí)施例中的電源電路10、第一電平控制電路20以及第一濾波電路30，在本實(shí)施例中，所述多電平逆變器還包括第二電平控制電路40以及第二濾波電路50。
[0085]所述第二電平控制電路40與所述第一電平控制電路20結(jié)構(gòu)一致，所述第二濾波電路50與所述第一濾波電路30結(jié)構(gòu)一致，所述第一濾波電路30與所述第二濾波電路50并聯(lián)后輸出。
[0086]所述多電平逆變器包括第一至第八功率開(kāi)關(guān)管SI?S8，所述第一至第八功率開(kāi)關(guān)管分別由第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)至第八驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)。其中，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由調(diào)制波和第一載波調(diào)制而成，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第二載波調(diào)制而成，所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第三載波調(diào)制而成，所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第四載波調(diào)制而成，所述第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第五載波調(diào)制而成，所述第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第六載波調(diào)制而成，所述第七驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第七載波調(diào)制而成，所述第八驅(qū)動(dòng)信號(hào)由所述調(diào)制波和第八載波調(diào)制而成。
[0087]所述調(diào)制波為正弦波，所述第一載波、所述第二載波、所述第三載波、所述第四載波、所述第五載波、所述第六載波、所述第七載波以及所述第八載波為三角波。需要說(shuō)明的是，所述第三載波相對(duì)所述第一載波移相180度，所述第二載波的相位和所述第三載波的相位相差180度，所述第四載波的相位和所述第一載波的相位相差180度，所述第五載波相對(duì)所述第一載波移相180度，所述第七載波相對(duì)所述第五載波移相180度，所述第六載波的相位和所述第七載波的相位相差180度，所述第八載波的相位和所述第五載波的相位相差180度。
[0088]在T1、T2的逆變中點(diǎn)電壓 Valo、Va2。分別具有+l/4Vin、l/2Vin、0、-l/4Vin、-l/2Vin 五種電平，所述第一濾波電路與所述第二濾波電路并聯(lián)輸出后在?⑵端的正弦波具有Vin、+3/4Vin、+l/2Vin、+l/4Vin、0、-l/4Vin、-l/2Vin、-3/4Vin、Vin 九種電平。
[0089]通過(guò)控制功率開(kāi)關(guān)管的占空比，以使逆變器的變壓器的逆變中點(diǎn)