本發(fā)明是有關(guān)于一種多電平變換裝置，且特別是有關(guān)于一種五電平變換裝置。
背景技術(shù)：
：在大功率應(yīng)用場合，相比于低壓系統(tǒng)，中、高壓系統(tǒng)的電流等級更低，具有更高的效率和更好的經(jīng)濟(jì)性。因而中、高壓系統(tǒng)是大功率變換領(lǐng)域的最佳選擇。對于中、高壓系統(tǒng)，現(xiàn)有的功率器件耐壓等級以及較大的電壓跳變幅度，是其兩個(gè)主要問題，因而多電平技術(shù)在此受到更多的關(guān)注和應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提出一種結(jié)構(gòu)簡單的五電平變換裝置拓?fù)?，具有非常好的?yīng)用價(jià)值。本發(fā)明所提出的五電平變換裝置包括交流端、母線電容模塊、第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊、兩個(gè)飛跨電容器組。母線電容模塊具有正極端、負(fù)極端與中點(diǎn)。第一開關(guān)模塊包括一雙向開關(guān)電路，其中雙向開關(guān)電路包括兩個(gè)第一開關(guān)單元反向串聯(lián)連接，兩個(gè)第一開關(guān)單元中的一者的一端連接母線電容模塊的中點(diǎn)。第二開關(guān)模塊包括兩個(gè)第二開關(guān)單元、兩個(gè)第三開關(guān)單元、兩個(gè)第四開關(guān)單元與兩個(gè)第五開關(guān)單元，其中兩個(gè)第二開關(guān)單元級聯(lián)，兩個(gè)第三開關(guān)單元、兩個(gè)第四開關(guān)單元與兩個(gè)第五開關(guān)單元級聯(lián)而且與母線電容模塊并聯(lián)連接，其中兩個(gè)第三開關(guān)單元與母線電容模塊的正極端相連，兩個(gè)第五開關(guān)單元與母線電容模塊的負(fù)極端相連，兩個(gè)第四開關(guān)單元與兩個(gè)第二開關(guān)單元并聯(lián)連接，其中兩個(gè)第四開關(guān)單元之間的一連接點(diǎn)連接交流端，兩個(gè)第二開關(guān)單元之間的一連接點(diǎn)連接兩個(gè)第一開關(guān)單元中的另一者的一端。兩個(gè)飛跨電容器組跨接在第一開關(guān)模塊與第二開 關(guān)模塊之間，其中兩個(gè)第一開關(guān)單元之間的一連接點(diǎn)與兩個(gè)第一開關(guān)單元中的另一者的該端分別通過兩個(gè)飛跨電容器組連接到兩個(gè)第三開關(guān)單元之間的一連接點(diǎn)與兩個(gè)第五開關(guān)單元之間的一連接點(diǎn)。于一實(shí)施例中，兩個(gè)第三開關(guān)單元中的一者連接正極端，而兩個(gè)第三開關(guān)單元中的另一者連接兩個(gè)第四開關(guān)單元中的一者；兩個(gè)第五開關(guān)單元中的一者連接兩個(gè)第四開關(guān)單元中的另一者，而兩個(gè)第五開關(guān)單元中的另一者連接負(fù)極端。于一實(shí)施例中，兩個(gè)飛跨電容器組為一第一飛跨電容器組與一第二飛跨電容器組，第一飛跨電容器組的一端連接兩個(gè)第一開關(guān)單元之間的連接點(diǎn)，第二飛跨電容器組的一端連接兩個(gè)第一開關(guān)單元中的另一者的該端。于一實(shí)施例中，第一飛跨電容器組的另一端連接兩個(gè)第三開關(guān)單元之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元之間的連接點(diǎn)。于一實(shí)施例中，兩個(gè)飛跨電容器組為一第一飛跨電容器組與一第二飛跨電容器組，第一飛跨電容器組的一端連接兩個(gè)第一開關(guān)單元中的另一者的該端，第二飛跨電容器組的一端連接兩個(gè)第一開關(guān)單元之間的連接點(diǎn)。于一實(shí)施例中，第一飛跨電容器組的另一端連接兩個(gè)第三開關(guān)單元之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元之間的連接點(diǎn)。于一實(shí)施例中，每一第一開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管。于一實(shí)施例中，每一第二開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。于一實(shí)施例中，每一第四開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管。于一實(shí)施例中，每一第三、第五開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管。于一實(shí)施例中，每一第三、第五開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。于一實(shí)施例中，每一第二開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管。于一實(shí)施例中，每一第四開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。于一實(shí)施例中，每一第三、第五開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。于一實(shí)施例中，母線電容模塊包括第一母線電容器組與第二母線電容器組。第一母線電容器組的兩端分別連接正極端與中點(diǎn)，第二母線電容器組的兩端分別連接中點(diǎn)與負(fù)極端。于一實(shí)施例中，每一飛跨電容器組包括至少一電容器。綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。本發(fā)明采用非對稱式電路架構(gòu)(兩飛跨電容器組的連接方式不同)，在電路設(shè)計(jì)上更靈活、更有彈性，且由于開關(guān)單元數(shù)目少，驅(qū)動(dòng)更為簡單。相比于三電平變換技術(shù)，五電平變換技術(shù)具有更好的電氣性能。以下將以實(shí)施方式對上述的說明作詳細(xì)的描述，并對本發(fā)明的技術(shù)方案提供更進(jìn)一步的解釋。附圖說明為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下：圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的一種五電平變換裝置的電路圖；圖2是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的一種五電平整流器的電路圖；圖3是依照本發(fā)明第三實(shí)施例的一種五電平整流器的電路圖；圖4是依照本發(fā)明第四實(shí)施例的一種五電平變換器的電路圖；圖5是依照本發(fā)明第五實(shí)施例的一種五電平整流器的電路圖；圖6是依照本發(fā)明第六實(shí)施例的一種五電平整流器的電路圖；以及圖7是依照本發(fā)明各實(shí)施例的一種電平波形圖。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附符號(hào)的說明如下：100、400：五電平變換器200、300、500、600：五電平整流器110、210、310、410、510、610：第一開關(guān)模塊111、211、311、411、511、611：雙向開關(guān)電路112、113、212、213、312、313、412、413、512、513、612、613：第一開關(guān)單元120、220、320、420、520、620：第二開關(guān)模塊121、122、221、222、321、322、421、422、521、522、621、622：第二開關(guān)單元123、124、223、224、323、324、423、424、523、524、623、624：第三開關(guān)單元125、126、225、226、325、326、425、426、525、526、625、626：第四開關(guān)單元127、128、227、228、327、328、427、428、527、528、627、628：第五開關(guān)單元140、240、340、440、540、640：母線電容模塊141、241、341、441、541、641：正極端142、242、342、442、542、642：負(fù)極端143、243、343、443、543、643：中點(diǎn)C1：第一飛跨電容器組C2：第二飛跨電容器組C3：第一母線電容器組C4：第二母線電容器組D1～D8：功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10：功率半導(dǎo)體開關(guān)VO：交流端具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的附圖及以下所述各種實(shí)施例，附圖中相同的號(hào)碼代表相同或相似的元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟并未描述于實(shí)施例中，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。本文中所使用的“約”、“大約”或“大致”是用以修飾任何可些微變化的數(shù)量，但這種些微變化并不會(huì)改變其本質(zhì)。于實(shí)施方式中若無特別說明，則代表以“約”、“大約”或“大致”所修飾的數(shù)值的誤差范圍一般是容許在百分之二十以內(nèi)，較佳地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地則是于百分之五以內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)態(tài)樣是一種五電平變換裝置，如圖2、圖3、圖5、圖6所示，五電平變換裝置可以被具體實(shí)現(xiàn)成交流-直流變換器(rectifier，或者也稱作整流器或者整流裝置)，以將單相、三相或者多相的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。另外，如圖1、圖4所示，五電平變換裝置可以被具體實(shí)現(xiàn)成交流-直流變換器，或直流-交流變換器(可以作為整流器/整流裝置，或者也可以作為逆變器/逆變裝置)，可以將直流電壓轉(zhuǎn)換成單相、三相或者多相的交流電壓，也可以將單相、三相或者多相的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，從而可以用來給相應(yīng)地負(fù)載提供電能。以下將搭配圖1～7來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的一種五電平變換器100的電路圖(以單相為例)。如圖1所示，五電平變換器100包括交流端VO、第一開關(guān)模塊110、第二開關(guān)模塊120、第一飛跨電容器組C1、第二飛跨電容器組C2與母線電容模塊140。于圖1中，母線電容模塊140具有正極端141、負(fù)極端142與中點(diǎn)143。第一開關(guān)模塊110包括雙向開關(guān)電路111，其中雙向開關(guān)電路111包括兩個(gè)第一開關(guān)單元112、113反向串聯(lián)連接，第一開關(guān)單元113的一端連接母線電容模塊140的中點(diǎn)143。其中第一開關(guān)單元112和113包括一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，或者多個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)連接。第二開關(guān)模塊120包括第二開關(guān)單元121、122、第三開關(guān)單元123、124、第四開關(guān)單元125、126與第五開關(guān)單元127、128，其中第二開關(guān)單元121、 122級聯(lián)，第三、第四、第五開關(guān)單元123～128級聯(lián)而且與母線電容模塊140并聯(lián)連接，其中第三開關(guān)單元123連接于母線電容模塊140的正極端141，第三開關(guān)單元124串聯(lián)連接于第三開關(guān)單元123，第四開關(guān)單元125串聯(lián)連接于第三開關(guān)單元124，第四開關(guān)單元126串聯(lián)連接于第四開關(guān)單元125，第五開關(guān)單元127串聯(lián)連接于第四開關(guān)單元126，第五開關(guān)單元128串聯(lián)連接于第五開關(guān)單元127，第五開關(guān)單元128連接于母線電容模塊140的負(fù)極端142，第四開關(guān)單元125、126與兩個(gè)第二開關(guān)單元121、122并聯(lián)連接，其中第二開關(guān)單元121連接于第三開關(guān)單元124和第四開關(guān)單元125的連接點(diǎn)，第二開關(guān)單元122連接于第四開關(guān)單元126和第五開關(guān)單元127的連接點(diǎn)，且第四開關(guān)單元125、126之間的連接點(diǎn)連接交流端VO，第二開關(guān)單元121、122之間的連接點(diǎn)連接第一開關(guān)單元112的一端。第一、第二飛跨電容器組C1、C2跨接在第一開關(guān)模塊110與第二開關(guān)模塊120之間，其中第一開關(guān)單元112的兩端分別通過飛跨電容器組C1、C2連接到第三開關(guān)單元123、124之間的連接點(diǎn)與第五開關(guān)單元127、128之間的連接點(diǎn)。飛跨電容器組C1和C2的每一者均可以包括至少一個(gè)電容器，當(dāng)至少一電容器數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些電容器可以串聯(lián)連接而成，也可以并聯(lián)連接而成，還可以是串并聯(lián)連接而成。具體而言，第一飛跨電容器組C1的一端連接第一開關(guān)單元112、113之間的連接點(diǎn)(即，圖1中第一開關(guān)單元112的左端)；第二飛跨電容器組C2的一端連接第一開關(guān)單元112和第二開關(guān)單元121、122之間的連接點(diǎn)(即，圖1中第一開關(guān)單元112的右端)，前述飛跨電容器組C1、C2之間有第一開關(guān)單元112間隔而未直接相連在一起。第一飛跨電容器組C1的另一端連接第三開關(guān)單元123、124之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組C2的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元127、128之間的連接點(diǎn)。于圖1中，第一開關(guān)單元112、113分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S9、S10，第二開關(guān)單元121、122分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2。功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陽極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的集電極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S10的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S10的發(fā)射極連接母線電容模塊140的中點(diǎn)143。功率半導(dǎo)體開關(guān)S9、S10中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開 關(guān)本身反并聯(lián)；舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的內(nèi)接二極管的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的內(nèi)接二極管的陰極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的集電極。于本實(shí)施例中，第一開關(guān)單元112、113的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。第二開關(guān)單元121、122的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以并聯(lián)連接。第三開關(guān)單元123包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)S1以連接正極端141，而第三開關(guān)單元124包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3以連接第四開關(guān)單元125中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S4，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的集電極連接母線電容模塊140的正極端141，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的集電極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的發(fā)射極連接交流端VO。功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)。于本實(shí)施例中，第三開關(guān)單元123、124和第四開關(guān)單元125、126中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以并聯(lián)連接。第五開關(guān)單元127包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)S6以連接第四開關(guān)單元126中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S5，第五開關(guān)單元128包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S7、S8以連接母線電容模塊140的負(fù)極端143，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6、S7、S8的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S5的集電極連接交流端VO，功率半導(dǎo)體開關(guān)S5的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S6的集電極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陽極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S6的發(fā) 射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S7的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S7的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S8的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S8的發(fā)射極連接母線電容模塊140的負(fù)極端142。功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6、S7、S8中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)。于本實(shí)施例中，第五開關(guān)單元127、128中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以并聯(lián)連接。應(yīng)了解到，圖1繪示的各個(gè)開關(guān)單元中功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量僅為例示，但此并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量及相應(yīng)的電氣特性。舉例而言，兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)S2、S3加總的電氣特性大致相同；兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S7、S8亦可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)S7、S8加總的電氣特性大致相同。于圖1中，舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2可為二極管，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10可為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管或其他開關(guān)器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視實(shí)際需要彈性選擇之。母線電容模塊140包括第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4。第一母線電容器組C3的一端連接正極端141，第一母線電容器組C3的另一端連接中點(diǎn)143；第二母線電容器組C4的一端連接中點(diǎn)143，第二母線電容器組C4的另一端連接負(fù)極端142。其中，第一母線電容器組C3和第二母線電容器組C4每一者包括至少一電容，當(dāng)該至少一電容為多個(gè)時(shí)，該些電容可以串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或者串并聯(lián)連接。在運(yùn)作時(shí)，第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4可接收直流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)(PulseWithModulation,PWM)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10的啟閉，使五電平變換器100得以進(jìn)行逆變的功能，使得五電平變換器100的交流端VO輸出交流電壓。于其他實(shí)施 方式中，可以通過脈沖頻率調(diào)制信號(hào)(PulseFrequencyModulation,PFM)或脈沖幅度調(diào)制信號(hào)(PulseAmplitudeModulation,PAM)等調(diào)制技術(shù)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10的啟閉，使五電平變換器100得以運(yùn)作。在運(yùn)作時(shí)，五電平變換器100的交流端VO接收交流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)(PulseWithModulation,PWM)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10的啟閉，使五電平變換器100得以進(jìn)行整流的功能，使得第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4輸出直流電壓。為了對五電平變換器100的工作原理做更進(jìn)一步描述，請參照下表一，各功率半導(dǎo)體開關(guān)在工作過程中承受電壓V/2，其各交流端VO電平所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)如表一所示，表一里「ON」代表開通，「OFF」代表關(guān)斷，交流端VO相對于中點(diǎn)的電壓可調(diào)整為V、V/2、0、-V、-V/2(即，五電平)。另外，關(guān)于五電平變換器交流端VO的電平波形，如圖7所示。﹤表一﹥表一示意了五電平變換器100的一種操作方式。需要特別說明的是，五電平變換器100有很多種操作方式，表一僅示意性示出了其中一種。關(guān)于五電平變換器100的各種運(yùn)用方式為本
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員可推知的技術(shù)，且非本發(fā)明所欲保護(hù)范圍，于此不再詳述之。圖2是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的一種五電平整流器200的電路圖(以單相為例)。在架構(gòu)上，五電平整流器200與五電平變換器100類似，兩者差異在于將圖1的S1～S8替換為圖2的D1～D8，并將圖1的D1、D2 替換為圖2的S1、S2。如圖2所示，五電平整流器200包括交流端VO、第一開關(guān)模塊210、第二開關(guān)模塊220、第三開關(guān)模塊230、第一飛跨電容器組C1、第二飛跨電容器組C2與母線電容模塊240。于圖2中，母線電容模塊240具有正極性端極端241、負(fù)極性端極端242與中性點(diǎn)中點(diǎn)243。第一開關(guān)模塊210包括雙向開關(guān)電路211，其中雙向開關(guān)電路211包括兩個(gè)第一開關(guān)單元212、213反向串聯(lián)連接，第一開關(guān)單元213的一端連接母線電容模塊240的中性點(diǎn)中點(diǎn)243。第二開關(guān)模塊220包括第二開關(guān)單元221、222、第三開關(guān)單元223、224、第四開關(guān)單元225、226與第五開關(guān)單元227、228，其中第二開關(guān)單元221、222級聯(lián)，第三、第四、第五開關(guān)單元223～228級聯(lián)而且與母線電容模塊240并聯(lián)連接，其中第三開關(guān)單元223與母線電容模塊240的正極性端極端241相連，第五開關(guān)單元228與母線電容模塊240的負(fù)極性端極端242相連，第四開關(guān)單元225、226與兩個(gè)第二開關(guān)單元221、222并聯(lián)連接，亦即，第二開關(guān)單元221連接于第四開關(guān)單元225和第三開關(guān)單元224；第二開關(guān)單元222連接于第四開關(guān)單元226和第五開關(guān)單元227，且第二開關(guān)單元221串聯(lián)連接于第二開關(guān)單元222，其中第四開關(guān)單元225、226之間的連接點(diǎn)連接交流端VO，第二開關(guān)單元221、222之間的連接點(diǎn)連接第一開關(guān)單元212的一端。第一、第二飛跨電容器組C1、C2跨接在第一開關(guān)模塊210與第二開關(guān)模塊220之間，其中第一開關(guān)單元212的兩端分別通過飛跨電容器組C1、C2連接到第三開關(guān)單元223、224之間的連接點(diǎn)與第五開關(guān)單元227、228之間的連接點(diǎn)。具體而言，第一飛跨電容器組C1的一端連接第一開關(guān)單元212、213之間的連接點(diǎn)(即，圖2中第一開關(guān)單元212的左端)；第二飛跨電容器組C2的一端連接第一開關(guān)單元212和第二開關(guān)單元221、222之間的連接點(diǎn)(即，圖2中第一開關(guān)單元212的右端)，前述飛跨電容器組C1、C2之間有第一開關(guān)單元212間隔而未直接相連在一起。第一飛跨電容器組C1的另一端連接第三開關(guān)單元223、224之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組C2的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元227、228之間的連接點(diǎn)。于圖2中，第一開關(guān)單元212、213分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S3、S4，第二開關(guān)單元221、222分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2。功率半導(dǎo)體開 關(guān)S3的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的發(fā)射極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的發(fā)射極連接中點(diǎn)243。功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)；舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陰極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極。第三開關(guān)單元223包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D1以連接正極端241，而第三開關(guān)單元224包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D2、D3以連接第四開關(guān)單元225中的功率半導(dǎo)體開關(guān)D4，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2、D3、D4的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極連接正極端241，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陰極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陽極連接交流端VO。第五開關(guān)單元227包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D6以連接第四開關(guān)單元226中的功率半導(dǎo)體開關(guān)D5，第五開關(guān)單元228包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D7、D8以連接負(fù)極端242，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)D5、D6、D7、D8的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陰極連接交流端VO，功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陰極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S8的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D8的陽極連接負(fù)極端242。于本實(shí)施例中，第三、四、五開關(guān)單元中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。第二開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。應(yīng)了解到，圖2繪示的各個(gè)開關(guān)單元中功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量僅為例示，但此并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量及相應(yīng)的電氣特性。舉例而言，兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D2、D3可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D2、D3加總的電氣特性大致相同；兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D7、D8亦可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D7、D8加總的電氣特性大致相同。于圖2中，舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1～D8可為二極管，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4可為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管或其他開關(guān)器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視實(shí)際需要彈性選擇之。母線電容模塊240包括第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4。第一母線電容器組C3的一端連接正極端241，第一母線電容器組C3的另一端連接中點(diǎn)243；第二母線電容器組C4的一端連接中點(diǎn)243，第二母線電容器組C4的另一端連接負(fù)極端242。在運(yùn)作時(shí)，五電平整流器200的交流端VO接收交流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟閉，使五電平整流器200得以進(jìn)行整流的功能，使得第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4輸出直流電壓。于其他實(shí)施方式中，可以通過脈沖頻率調(diào)制信號(hào)或脈沖幅度調(diào)制信號(hào)等調(diào)制技術(shù)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟閉，使五電平整流器200得以運(yùn)作。為了對五電平整流器200的工作原理做更進(jìn)一步描述，請參照下表二，各功率半導(dǎo)體開關(guān)在工作過程中承受電壓V/2，其各交流端VO電平所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)如表二所示，表二里「ON」代表開通，「OFF」代表關(guān)斷，輸出端VO相對于中點(diǎn)的電壓可調(diào)整為V、V/2、0、-V、-V/2(即，五電平)。另外，關(guān)于五電平變換器交流端VO的電平波形，如圖7所示。﹤表二﹥狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5狀態(tài)6狀態(tài)7狀態(tài)8D1ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFD2ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFD3ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFD4ONONONONOFFOFFOFFOFFD5OFFOFFOFFOFFONONONOND6OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOND7OFFOFFOFFOFFOFFONOFFOND8OFFOFFOFFOFFOFFONOFFONS1OFFOFFONONONOFFOFFOFFS2OFFOFFOFFONONONOFFOFFS3ONONONONONOFFONOFFS4OFFONOFFONONOFFONONVOVV/2V/200-V/2-V/2-V表二示意了五電平整流器200的一種操作方式。需要特別說明的是，五電平整流器200有很多種操作方式，表二僅示意性示出了其中一種。關(guān)于五電平整流器200的各種運(yùn)用方式為本
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員可推知的技術(shù)，且非本發(fā)明所欲保護(hù)范圍，于此不再詳述之。圖3是依照本發(fā)明第三實(shí)施例的一種五電平整流器300的電路圖(以單相為例)。在架構(gòu)上，五電平整流器300與五電平整流器200類似，兩者差異在于將功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2與功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2的位置互調(diào)。如圖3所示，五電平整流器300包括交流端VO、第一開關(guān)模塊310、第二開關(guān)模塊320、第三開關(guān)模塊330、第一飛跨電容器組C1、第二飛跨電容器組C2與母線電容模塊340。于圖3中，母線電容模塊340具有正極端341、負(fù)極端342與中點(diǎn)343。第一開關(guān)模塊310包括雙向開關(guān)電路311，其中雙向開關(guān)電路311包括兩個(gè)第一開關(guān)單元312、313反向串聯(lián)連接，第一開關(guān)單元313的一端連接母線電容模塊340的中點(diǎn)343。第二開關(guān)模塊320包括第二開關(guān)單元321、322、第三開關(guān)單元323、324、第四開關(guān)單元325、326與第五開關(guān)單元327、328，其中第二開關(guān)單元321、322級聯(lián)，第三、第四、第五開關(guān)單元323～328級聯(lián)而且與母線電容模塊340并聯(lián)連接，其中第三開關(guān)單元323與母線電容模塊340的正極端341相連，第五開關(guān)單元328與母線電容模塊340的負(fù)極端342相連，第四開關(guān)單元325、326與兩個(gè)第二開關(guān)單元321、322并聯(lián)連接，其中第四開關(guān)單元325、326之間的連接點(diǎn)連接交流端VO，第二開關(guān)單元321、322之間的連接點(diǎn)連接第一開關(guān)單元312的一端。第一、第二飛跨電容器組C1、C2跨接在第一開關(guān)模塊310與第二開關(guān)模塊320之間，其中第一開關(guān)單元312的兩端分別通過飛跨電容器 組C1、C2連接到第三開關(guān)單元323、324之間的連接點(diǎn)與第五開關(guān)單元327、328之間的連接點(diǎn)。具體而言，第一飛跨電容器組C1的一端連接第一開關(guān)單元312、313之間的連接點(diǎn)(即，圖3中第一開關(guān)單元312的左端)；第二飛跨電容器組C2的一端連接第一開關(guān)單元312和第二開關(guān)單元321、322之間的連接點(diǎn)，前述飛跨電容器組C1、C2之間有第一開關(guān)單元312間隔而未直接相連在一起。第一飛跨電容器組C1的另一端連接第三開關(guān)單元323、324之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組C2的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元327、328之間的連接點(diǎn)。于圖3中，第一開關(guān)單元312、313分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S3、S4，第二開關(guān)單元321、322分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)D4、D5。功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陽極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的發(fā)射極連接中點(diǎn)343。功率半導(dǎo)體開關(guān)S3、S4中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)；舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陰極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極。第三開關(guān)單元323包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D1以連接正極端341，而第三開關(guān)單元324包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D2、D3以連接第四開關(guān)單元325中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極連接正極端341，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陰極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的發(fā)射極連接交流端VO。第五開關(guān)單元327包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D6以連接第四開關(guān)單元326中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S2，第五開關(guān)單元328包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D7、D8以連接負(fù)極端343。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極連接交流端VO，功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陰極和功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陽極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陽極連接 功率半導(dǎo)體開關(guān)S7的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D8的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D8的陽極連接負(fù)極端342。于本實(shí)施例中，第二、三、五開關(guān)單元中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管，當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以并聯(lián)連接。第四開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以并聯(lián)連接。應(yīng)了解到，圖3繪示的各個(gè)開關(guān)單元中功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量僅為例示，但此并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量及相應(yīng)的電氣特性。舉例而言，兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D2、D3可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D2、D3加總的電氣特性大致相同；兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D7、D8亦可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D7、D8加總的電氣特性大致相同。于圖3中，舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1～D8可為二極管，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4可為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管或其他開關(guān)器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視實(shí)際需要彈性選擇的。母線電容模塊340包括第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4。第一母線電容器組C3的一端連接正極端341，第一母線電容器組C3的另一端連接中點(diǎn)343；第二母線電容器組C4的一端連接中點(diǎn)343，第二母線電容器組C4的另一端連接負(fù)極端342。在運(yùn)作時(shí)，五電平整流器300的交流端VO接收交流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟閉，使五電平整流器300得以進(jìn)行整流的功能，使得第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4輸出直流電壓。于其他實(shí)施方式中，可以通過脈沖頻率調(diào)制信號(hào)或脈沖幅度調(diào)制信號(hào)等調(diào)制技術(shù)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟 閉，使五電平整流器300得以運(yùn)作。為了對五電平整流器300的工作原理做更進(jìn)一步描述，請參照下表三，各功率半導(dǎo)體開關(guān)在工作過程中承受電壓V/2，其各交流端VO電平所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)如表三所示，表三里「ON」代表開通，「OFF」代表關(guān)斷，輸出端VO相對于中點(diǎn)的電壓可調(diào)整為V、V/2、0、-V、-V/2(即，五電平)。另外，關(guān)于五電平變換器交流端VO的電平波形，如圖7所示。﹤表三﹥狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5狀態(tài)6狀態(tài)7狀態(tài)8D1ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFD2ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFD3ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFD4OFFOFFOFFONOFFONOFFOFFD5OFFOFFONOFFONOFFOFFOND6OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOND7OFFOFFOFFOFFOFFONOFFOND8OFFOFFOFFOFFOFFONOFFONS1ONONOFFONONONOFFOFFS2OFFOFFONONONOFFONOFFS3ONONONONONOFFONOFFS4OFFONOFFONONONONONVOVV/2V/200-V/2-V/2-V表三示意了五電平整流器300的一種操作方式。需要特別說明的是，五電平整流器300有很多種操作方式，表三僅示意性示出了其中一種。關(guān)于五電平整流器300的各種運(yùn)用方式為本
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員可推知的技術(shù)，且非本發(fā)明所欲保護(hù)范圍，于此不再詳述之。圖4是依照本發(fā)明第四實(shí)施例的一種五電平變換器400的電路圖(以單相為例)。在架構(gòu)上，圖4的五電平變換器400與圖1的五電平變換器100類似，兩者差異在于改變功率半導(dǎo)體開關(guān)S9、S10以及飛跨電容器組C1、C2的連接方式。如圖4所示，五電平變換器400包括交流端VO、第一開關(guān)模塊410、第二開關(guān)模塊420、第一飛跨電容器組C1、第二飛跨電容器組C2與母線電容模塊440。于圖4中，母線電容模塊440具有正極端441、負(fù)極端442與中點(diǎn)443。第一開關(guān)模塊410包括雙向開關(guān)電路411，其中雙向開關(guān)電路411包括兩個(gè)第一開關(guān)單元412、413反向串聯(lián)連接，第一開關(guān)單元413的一端連接 母線電容模塊440的中點(diǎn)443。第二開關(guān)模塊420包括第二開關(guān)單元421、422、第三開關(guān)單元423、424、第四開關(guān)單元425、426與第五開關(guān)單元427、428，其中第二開關(guān)單元421、422級聯(lián)，第三、第四、第五開關(guān)單元423～428級聯(lián)而且與母線電容模塊440并聯(lián)連接，其中第三開關(guān)單元423與母線電容模塊440的正極性端極端441相連，第五開關(guān)單元428與母線電容模塊440的負(fù)極性端極端442相連，第四開關(guān)單元425、426與兩個(gè)第二開關(guān)單元421、422并聯(lián)連接，其中第四開關(guān)單元425、426之間的連接點(diǎn)連接交流端VO，第二開關(guān)單元421、422之間的連接點(diǎn)連接第一開關(guān)單元412的一端。第一、第二飛跨電容器組C1、C2跨接在第一開關(guān)模塊410與第二開關(guān)模塊420之間，其中第一開關(guān)單元412的兩端分別通過飛跨電容器組C1、C2連接到第三開關(guān)單元423、424之間的連接點(diǎn)與第五開關(guān)單元427、428之間的連接點(diǎn)。具體而言，第二飛跨電容器組C2的一端連接開關(guān)單元412、413之間的連接點(diǎn)(即，圖4中第一開關(guān)單元412的左端)；第一飛跨電容器組C1的一端連接第一開關(guān)單元412和第二開關(guān)單元421、422之間的連接點(diǎn)，前述飛跨電容器組C1、C2之間有第一開關(guān)單元412間隔而未直接相連在一起。第一飛跨電容器組C1的另一端連接第三開關(guān)單元423、424之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組C2的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元427、428之間的連接點(diǎn)。于圖4中，第一開關(guān)單元412、413分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S9、S10，第二開關(guān)單元421、422分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2。功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的集電極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陽極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S10的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S10的集電極連接中點(diǎn)443。功率半導(dǎo)體開關(guān)S9、S10中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)；舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的內(nèi)接二極管的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的內(nèi)接二極管的陰極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S9的集電極。第三開關(guān)單元423包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2以連接正極端441，而第三開關(guān)單元424包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)S3以連接第 四開關(guān)單元425中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S4，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的集電極連接正極端441，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的集電極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的發(fā)射極連接交流端VO。功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2、S3、S4中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)。第五開關(guān)單元427包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S6、S7以連接第四開關(guān)單元426中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S5，第五開關(guān)單元428包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)S8以連接負(fù)極端442，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6、S7、S8的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S5的集電極連接交流端VO，功率半導(dǎo)體開關(guān)S5的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S6的集電極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陽極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S6的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S7的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S7的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S8的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S8的發(fā)射極連接負(fù)極端442。功率半導(dǎo)體開關(guān)S5、S6、S7、S8中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)。于本實(shí)施例中，第三、四、五開關(guān)單元中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。第二開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。應(yīng)了解到，圖4繪示的各個(gè)開關(guān)單元中功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量僅為例示，但此并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量及相應(yīng)的電氣特性。舉例而言，兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2加總的電氣特性大致相同；兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)S6、 S7亦可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)S6、S7加總的電氣特性大致相同。于圖4中，舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2可為二極管，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10可為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管或其他開關(guān)器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視實(shí)際需要彈性選擇之。母線電容模塊440包括第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4。第一母線電容器組C3的一端連接正極端441，第一母線電容器組C3的另一端連接中點(diǎn)443；第二母線電容器組C4的一端連接中點(diǎn)443，第二母線電容器組C4的另一端連接負(fù)極端442。在運(yùn)作時(shí)，第一母線電容器C3與第二母線電容器C4可接收直流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10的啟閉，使五電平變換器400得以進(jìn)行逆變的功能，使得五電平變換器400的交流端VO輸出交流電壓。于其他實(shí)施方式中，可以通過脈沖頻率調(diào)制信號(hào)或脈沖幅度調(diào)制信號(hào)等調(diào)制技術(shù)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10的啟閉，使五電平變換器400得以運(yùn)作。在運(yùn)作時(shí)，五電平變換器400的交流端VO接收交流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)(PulseWithModulation,PWM)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S10的啟閉，使五電平變換器400得以進(jìn)行整流的功能，使得第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4輸出直流電壓。為了對五電平變換器400的工作原理做更進(jìn)一步描述，請參照下表四，各功率半導(dǎo)體開關(guān)在工作過程中承受電壓V/2，其各交流端VO電平所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)如表四所示，表四里「ON」代表開通，「OFF」代表關(guān)斷，輸出端VO相對于中點(diǎn)的電壓可調(diào)整為V、V/2、0、-V、-V/2(即，五電平)。另外，關(guān)于五電平變換器交流端VO的電平波形，如圖7所示。﹤表四﹥表四示意了五電平變換器400的一種操作方式。需要特別說明的是，五電平變換器400有很多種操作方式，表四僅示意性示出了其中一種。關(guān)于五電平變換器400的各種運(yùn)用方式為本
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員可推知的技術(shù)，且非本發(fā)明所欲保護(hù)范圍，于此不再詳述之。圖5是依照本發(fā)明第五實(shí)施例的一種五電平整流器500的電路圖(以單相為例)。在架構(gòu)上，五電平整流器500與五電平變換器400類似，兩者差異在于將圖4的S1～S8替換為圖5的D1～D8，并將圖4的D1、D2替換為圖5的S1、S2。如圖5所示，五電平整流器500包括交流端VO、第一開關(guān)模塊510、第二開關(guān)模塊520、第三開關(guān)模塊530、第一飛跨電容器組C1、第二飛跨電容器組C2與母線電容模塊540。于圖5中，母線電容模塊540具有正極端541、負(fù)極端542與中點(diǎn)543。第一開關(guān)模塊510包括雙向開關(guān)電路511，其中雙向開關(guān)電路511包括兩個(gè)第一開關(guān)單元512、513反向串聯(lián)連接，第一開關(guān)單元513的一端連接母線電容模塊540的中點(diǎn)543。第二開關(guān)模塊520包括第二開關(guān)單元521、522、第三開關(guān)單元523、524、第四開關(guān)單元525、526與第五開關(guān)單元527、528，其中第二開關(guān)單元521、522級聯(lián)，第三、第四、第五開關(guān)單元523～528級聯(lián)而且與母線電容模塊540并聯(lián)連接，其中第三開關(guān)單元523與母線電容模塊540的正極端541相連，第五開關(guān)單元528與母線電容模塊540的負(fù)極端542相連，第四開關(guān)單元525、526與兩個(gè)第二開關(guān)單元521、522并聯(lián)連接，其中第四開關(guān)單元525、526之間的連接點(diǎn)連接交流端VO，第二開關(guān)單元521、522之間的連接點(diǎn)連接第一開關(guān)單元512的一端。第一、第二飛跨電容器組C1、C2跨接在第一開關(guān)模塊510與第二開關(guān)模塊520之間，其中第一開關(guān)單元512的兩端分別通過飛跨電容器組C1、C2連接到第三開關(guān)單元523、524之間的連接點(diǎn)與第五開關(guān)單元 527、528之間的連接點(diǎn)。具體而言，第二飛跨電容器組C2的一端連接第一開關(guān)單元512、513之間的連接點(diǎn)(即，圖5中第一開關(guān)單元512的左端)；第一飛跨電容器組C1的一端連接第一開關(guān)單元512和第二開關(guān)單元521、522之間的連接點(diǎn)，前述飛跨電容器組C1、C2之間有第一開關(guān)單元512間隔而未直接相連在一起。第一飛跨電容器組C1的另一端連接第三開關(guān)單元523、524之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組C2的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元527、528之間的連接點(diǎn)。于圖5中，第一開關(guān)單元512、513分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S3、S4，第二開關(guān)單元521、522分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2。功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的發(fā)射極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的集電極連接中點(diǎn)543。功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)；舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陰極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極。第三開關(guān)單元523包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2以連接正極端541，而第三開關(guān)單元524包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D3以連接第四開關(guān)單元525中的功率半導(dǎo)體開關(guān)D4，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2、D3、D4的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極連接正極端541，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陰極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陽極連接交流端VO。第五開關(guān)單元527包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D6、D7以連接第四開關(guān)單元226中的功率半導(dǎo)體開關(guān)D5，第五開關(guān)單元528包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D8以連接負(fù)極端542，其中功率半導(dǎo)體開關(guān)D5、D6、D7、D8的電氣特性大致相同。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陰極連接交流端VO，功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陰極與功率 半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S8的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D8的陽極連接負(fù)極端542。于本實(shí)施例中，第三、四、五開關(guān)單元中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。第二開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。應(yīng)了解到，圖5繪示的各個(gè)開關(guān)單元中功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量僅為例示，但此并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量及相應(yīng)的電氣特性。舉例而言，兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2加總的電氣特性大致相同；兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D6、D7亦可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D6、D7加總的電氣特性大致相同。于圖5中，舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1～D8可為二極管，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4可為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管或其他開關(guān)器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視實(shí)際需要彈性選擇之。母線電容模塊540包括第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4。第一母線電容器組C3的一端連接正極端241，第一母線電容器組C3的另一端連接中點(diǎn)543；第二母線電容器組C4的一端連接中點(diǎn)543，第二母線電容器組C4的另一端連接負(fù)極端542。在運(yùn)作時(shí)，五電平整流器500的交流端VO接收交流輸入電壓，并通過脈寬調(diào)制信號(hào)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟閉，使五電平整流器500得以進(jìn)行整流的功能，使得第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4輸出直流電壓。于其他實(shí)施方式中，可以通過脈沖頻率調(diào)制信號(hào)或脈沖幅度調(diào)制信號(hào)等調(diào)制技術(shù)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟 閉，使五電平整流器500得以運(yùn)作。為了對五電平整流器500的工作原理做更進(jìn)一步描述，請參照下表五，各功率半導(dǎo)體開關(guān)在工作過程中承受電壓V/2，其各交流端VO電平所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)如表五所示，表五里「ON」代表開通，「OFF」代表關(guān)斷，輸出端VO相對于中點(diǎn)的電壓可調(diào)整為V、V/2、0、-V、-V/2(即，五電平)。另外，關(guān)于五電平變換器交流端VO的電平波形，如圖7所示。﹤表五﹥狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5狀態(tài)6狀態(tài)7狀態(tài)8D1ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFD2ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFD3ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFD4ONONONONOFFOFFOFFOFFD5OFFOFFOFFOFFONONONOND6OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOND7OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOND8OFFOFFOFFOFFOFFONOFFONS1OFFOFFONONONOFFOFFOFFS2OFFOFFOFFONONONOFFOFFS3OFFONOFFONONONONONS4ONONONONONOFFONOFFVOVV/2V/200-V/2-V/2-V表五示意了五電平整流器500的一種操作方式。需要特別說明的是，五電平整流器500有很多種操作方式，表五僅示意性示出了其中一種。關(guān)于五電平整流器500的各種運(yùn)用方式為本
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員可推知的技術(shù)，且非本發(fā)明所欲保護(hù)范圍，于此不再詳述之。圖6是依照本發(fā)明第六實(shí)施例的一種五電平整流器600的電路圖(以單相為例)。在架構(gòu)上，五電平整流器600與五電平整流器500類似，兩者差異在于將功率半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2與功率半導(dǎo)體開關(guān)D4、D5的位置互調(diào)。如圖6所示，五電平整流器600包括交流端VO、第一開關(guān)模塊610、第二開關(guān)模塊620、第三開關(guān)模塊630、第一飛跨電容器組C1、第二飛跨電容器組C2與母線電容模塊640。于圖6中，母線電容模塊640具有正極端641、負(fù)極端642與中點(diǎn)643。第一開關(guān)模塊610包括雙向開關(guān)電路611，其中雙向開關(guān)電路611包括兩個(gè)第一開關(guān)單元612、613反向串聯(lián)連接，第一開關(guān)單元613的一端連接 母線電容模塊640的中點(diǎn)643。第二開關(guān)模塊620包括第二開關(guān)單元621、622、第三開關(guān)單元623、624、第四開關(guān)單元625、626與第五開關(guān)單元627、628，其中第二開關(guān)單元621、622級聯(lián)，第三、第四、第五開關(guān)單元623～628級聯(lián)而且與母線電容模塊640并聯(lián)連接，其中第三開關(guān)單元623與母線電容模塊640的正極端641相連，第五開關(guān)單元628與母線電容模塊640的負(fù)極端642相連，第四開關(guān)單元625、626與兩個(gè)第二開關(guān)單元621、622并聯(lián)連接，其中第四開關(guān)單元625、626之間的連接點(diǎn)連接交流端VO，第二開關(guān)單元621、622之間的連接點(diǎn)連接第一開關(guān)單元612的一端。第一、第二飛跨電容器組C1、C2跨接在第一開關(guān)模塊610與第二開關(guān)模塊620之間，其中第一開關(guān)單元612的兩端分別通過飛跨電容器組C1、C2連接到第三開關(guān)單元623、624之間的連接點(diǎn)與第五開關(guān)單元627、628之間的連接點(diǎn)。具體而言，第二飛跨電容器組C2的一端連接第一開關(guān)單元612、613之間的連接點(diǎn)(即，圖6中第一開關(guān)單元612的左端)；第一飛跨電容器組C1的一端連接第一開關(guān)單元612和第二開關(guān)單元621、622之間的連接點(diǎn)，前述飛跨電容器組C1、C2之間有第一開關(guān)單元612間隔而未直接相連在一起。第一飛跨電容器組C1的另一端連接第三開關(guān)單元623、624之間的連接點(diǎn)；第二飛跨電容器組C2的另一端連接兩個(gè)第五開關(guān)單元627、628之間的連接點(diǎn)。于圖6中，第一開關(guān)單元612、613分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)S3、S4，第二開關(guān)單元621、622分別包括功率半導(dǎo)體開關(guān)D4、D5。功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陽極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S4的集電極連接中點(diǎn)643。功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4中每一者均具有內(nèi)接二極管，內(nèi)接二極管與功率半導(dǎo)體開關(guān)本身反并聯(lián)；舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的發(fā)射極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的內(nèi)接二極管的陰極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)S3的集電極。第三開關(guān)單元623包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2以連接正極端341，而第三開關(guān)單元624包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D3以連接第四 開關(guān)單元625中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S1。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極連接正極端641，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D2的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D3的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D4的陰極與功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的集電極，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1的發(fā)射極連接交流端VO。第五開關(guān)單元627包括兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D6、D7以連接第四開關(guān)單元626中的功率半導(dǎo)體開關(guān)S2，第五開關(guān)單元628包括單一功率半導(dǎo)體開關(guān)D8以連接負(fù)極端642。具體而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的集電極連接交流端VO，功率半導(dǎo)體開關(guān)S2的發(fā)射極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陰極與功率半導(dǎo)體開關(guān)D5的陽極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D6的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D7的陽極連接功率半導(dǎo)體開關(guān)D8的陰極，功率半導(dǎo)體開關(guān)D8的陽極連接負(fù)極端642。于本實(shí)施例中，第二、三、五開關(guān)單元中的每一者包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為二極管。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。第四開關(guān)單元包括至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)，該至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管或集成門極換流晶閘管等全控型功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)至少一功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，該些功率半導(dǎo)體開關(guān)可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接。應(yīng)了解到，圖6繪示的各個(gè)開關(guān)單元中功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量僅為例示，但此并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇功率半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量及相應(yīng)的電氣特性。舉例而言，兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D1、D2加總的電氣特性大致相同；兩個(gè)串接的功率半導(dǎo)體開關(guān)D6、D7亦可整合成單一個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)，其電氣特性與兩個(gè)功率半導(dǎo)體開關(guān)D6、D7加總的電氣特性大致相同。于圖6中，舉例而言，功率半導(dǎo)體開關(guān)D1～D8可為二極管，功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4可為絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管或其他開關(guān)器件，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視實(shí)際需要彈性選擇之。母線電容模塊640包括第一母線電容器組C3與第二母線電容器組C4。第一母線電容器組C3的一端連接正極端641，第一母線電容器組C3的另一端連接中點(diǎn)643；第二母線電容器組C4的一端連接中點(diǎn)643，第二母線電容器組C4的另一端連接負(fù)極端642。在運(yùn)作時(shí)，五電平整流器600的交流端VO接收交流輸入電壓并通過脈寬調(diào)制信號(hào)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟閉，使五電平整流器600得以進(jìn)行整流的功能，使得第一母線電容器C3與第二母線電容器C4輸出直流電壓。于其他實(shí)施方式中，可以通過脈沖頻率調(diào)制信號(hào)或脈沖幅度調(diào)制信號(hào)等調(diào)制技術(shù)分別控制功率半導(dǎo)體開關(guān)S1～S4的啟閉，使五電平整流器600得以運(yùn)作。為了對五電平整流器600的工作原理做更進(jìn)一步描述，請參照下表六，各功率半導(dǎo)體開關(guān)在工作過程中承受電壓V/2，其各交流端VO電平所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)如表六所示，表六里「ON」代表開通，「OFF」代表關(guān)斷，輸出端VO相對于中點(diǎn)的電壓可調(diào)整為V、V/2、0、-V、-V/2(即，五電平)。另外，關(guān)于五電平變換器交流端VO的電平波形，如圖7所示。﹤表六﹥狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5狀態(tài)6狀態(tài)7狀態(tài)8D1ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFD2ONOFFONOFFOFFOFFOFFOFFD3ONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFD4OFFOFFOFFONOFFONOFFOFFD5OFFOFFONOFFONOFFOFFOFFD6OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOND7OFFOFFOFFOFFOFFOFFONOND8OFFOFFOFFOFFOFFONOFFONS1ONONOFFONONONOFFOFFS2OFFOFFONONONOFFONONS3OFFONONONONONONONS4ONONOFFONONOFFONOFFVOVV/2V/200-V/2-V/2-V表六示意了五電平整流器600的一種操作方式。需要特別說明的是，五電平整流器600有很多種操作方式，表六僅示意性示出了其中一種。關(guān)于五電平整流器600的各種運(yùn)用方式為本
技術(shù)領(lǐng)域：
中普通技術(shù)人員可推知的技術(shù)，且非本發(fā)明所欲保護(hù)范圍，于此不再詳述之。綜上所述，本發(fā)明提出一種結(jié)構(gòu)簡單的五電平變換裝置拓?fù)?，其采用非對襯式電路架構(gòu)(兩飛跨電容器組的連接方式不同)，在電路設(shè)計(jì)上更靈活、更有彈性，因而具有非常好的應(yīng)用價(jià)值。相比于三電平變換技術(shù)，五電平變換技術(shù)具有更好的電氣性能。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3