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五电平拓扑单元及五电平交直流变换器五电平拓扑单元是一种特殊的电力转换器，主要用于将直流电能转换为交流电能。
它能够提供更高质量的电能输出，减少谐波含量，并提高能量利用率。
五电平拓扑单元由五个电压电平组成，可以产生较高的电压分辨率，从而减少了功率损耗以及电流波形的畸变程度。
五电平拓扑单元一般由两个半桥逆变器和一个中间电路组成。
半桥逆变器负责将输入的直流电压转换为交流电压，并通过中间电路连接两个半桥逆变器。
中间电路可以提供两个不同电平的电压，使得逆变器能够输出五个不同的电压，从而实现五电平输出。
五电平拓扑单元的工作原理如下：首先，通过两个半桥逆变器将输入的直流电压分别转换为正半周期和负半周期的交流电压。
然后，通过中间电路对两个半桥逆变器的输出进行滤波和整流，得到两个不同电平的电压。
最后，将两个不同电平的电压送至输出端，形成五个电平的交流电压输出。
五电平拓扑单元相比传统的二电平逆变器具有以下几个优点：1.降低了输出电压谐波含量。
传统的二电平逆变器输出的是方波信号，其谐波含量较高，对电网和负载造成较大干扰。
而五电平拓扑单元通过增加电压电平的数量，可以减少谐波含量，提高电能质量。
2.提高了电能利用率。
五电平拓扑单元的输出电压具有更高的分辨率，可以更好地匹配负载的电压需求，从而提高了能量利用率。
3.减小了电流波形的畸变程度。
五电平拓扑单元输出的电流波形更加光滑，减小了电流的高频分量，降低了谐波失真。
五电平交直流变换器是一种采用五电平拓扑单元的交直流转换器。
它主要用于将直流电能转换为交流电能，并实现多电平输出。
五电平交直流变换器广泛应用于电力电子领域，例如电动汽车、太阳能逆变器等。
五电平交直流变换器的核心部件是电力开关器件，如IGBT（绝缘栅双极性晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
这些开关器件可以根据控制信号的变化开关通断，实现电能的转换。
同时，控制器也是五电平交直流变换器的重要组成部分，它可以对开关器件进行精确的控制，实现多电平输出。
五电平拓扑工作原理五电平拓扑逆变器（Five-Level Topology Inverter）是一种新型的多电平逆变器拓扑，它可以将直流电源转换为多个电平的交流电。
相比传统的三电平逆变器，五电平拓扑拥有更高的输出电压质量、较低的谐波含量和更高的效率。
在许多应用领域，如太阳能发电系统、风能发电系统、电动车和工业应用中，五电平拓扑逆变器具有广泛的应用前景。
五电平拓扑逆变器的基本结构由两个全桥拓扑级联而成，其中一个全桥电路控制低电平输出，另一个全桥电路控制高电平输出。
通过精确的PWM脉宽调制（PWM-Pulse Width Modulation）技术，可以实现多个输出电平的控制。
下面将详细介绍五电平拓扑逆变器的工作原理。
工作原理：1.拓扑结构和电压等级2.脉宽调制技术脉宽调制技术是五电平拓扑逆变器控制的关键。
通过精确地调整各个电平的开关器件的开关时间，可以实现所需的输出电压。
常用的脉宽调制技术有Sinusoidal PWM和Space Vector PWM。
3.电流平衡控制由于两个逆变器在交流侧串联，所以必须保证两个逆变器的输出电流相等，以确保系统的运行稳定性。
电流平衡控制涉及到对两个逆变器的输出电流进行实时监测和控制。
4.电压平衡控制5.谐波滤波与其他多电平逆变器相比，五电平拓扑逆变器具有较低的谐波含量。
然而，在需要进一步减小谐波含量的应用场合，可以采用额外的谐波滤波器。
6.功率损耗总结：五电平拓扑逆变器作为一种新型的多电平逆变器，具有更高的输出电压质量、更低的谐波含量和更高的效率。
它的工作原理包括拓扑结构和电压等级、脉宽调制技术、电流平衡控制、电压平衡控制、谐波滤波和功率损耗等。
通过精确地控制各个开关器件的开关时间和调整电流电压的平衡，可以实现所需的输出电压和电流。
随着该技术的不断发展和完善，五电平拓扑逆变器在可再生能源和工业应用领域的应用前景将会越来越广阔。
PE电力电子一种新型单相五电平逆变器的研究李可喜张逸成(同济大学电子与信息工程学院，上海201804)摘要文章介绍了一种单相五电平逆变器的新型拓扑结构，并对电路的运行作出了分析，同时给出了一种计算该类型逆变器开关触发角度的方法，并对新型逆变器进行仿真与实验，以验证拓扑结构的合理性和实用性。
文章通过将新型逆变器的输出电压和负载电流与传统桥式逆变器的输出结果相比较，突出了新型逆变器在减少谐波方面的优点。
关键词：谐波分析；逆变器；脉宽调制T he R esear ch of a N ovel T opol ogy f or t he Si ng-phas e Fi ve l eve l I nver t e rLi K exi Z ha ng Y i ch eng(D e par t m ent ofEl e c t r i c al Engi neeri ng，Tongj i U ni ver s i t y，Shanghai201804)A bs t r act I n t hi s s t u dy，a new t opo l ogy f or s i ngl e-pha se f i ve—l evel i nve r t e r i s i nt r od uced．O p er at i onal pr i nc i pl e s of t he pr opos ed i nver t e r ar e exp l ai n ed and ope ra t i onal t opol ogi es ar e r espe ct i vel y gi ven．A m e t hod is i m pr o ved f or c al cul a t i ng s w i t chi ng a ngl es．Si m ul at i on and experi m ent r esu l t s ar e gi v en t o va l i dat e t he r a t i on al i t y of t hi s new i nver t er．The r esu l t s of out put vol t a ge，l oad c ur r e nt and har m oni c com ponen t s of t he out put vol t a ge ar e gi v en and com par ed w i t h a co nvent i on al H-B r i dge Inver t e r t o em pha s i ze t he advan t age of t he new i nver ter．K ey w or ds：har m oni c anal ysi s：i nver t er：pul se w i dt h m odul at ed i nve r t e r1引言2新型逆变器开关角度的计算和电路运行逆变器在很多工业设备中起重要作用。
倍压五电平拓扑倍压五电平拓扑被广泛应用于直流-直流变换器中，它拥有多个输出电压级别，使其能够适应各种不同的负载需求。
本文将对倍压五电平拓扑进行详细介绍。
概念简介倍压五电平拓扑是一种直流-直流变换器的拓扑结构，它有五个电平，每个电平的输出电压不同。
这个拓扑结构中，六个电流管分为三组进行工作，每组由两个电流管组成，其输出与输入之间的单元被称为“倍流器”。
工作原理在倍压五电平拓扑中，两个电感和两个电容首先被连接在一个大的总回路内。
当功率开关关闭时，电感充满了电流，此时电容充满了能量。
当功率开关打开时，由于电感中的电流不能改变电流方向，因此它将强制电容上的电流向负载流动。
这就说在负载上产生了更高的电压。
在五电平拓扑中，火车车厢可以组成多个电平，以产生所需的多种电源电压。
因此，它可以在输出电压的不同级别下适应多个不同的负载需求。
优点和缺点利用倍压五电平拓扑可以实现多种输出电压，这意味着它可以适应各种不同的负载需求。
单个拓扑可以生成多个不同的输出电压，从而降低了系统成本和电路复杂性。
但是，倍压五电平拓扑结构的缺点包括： 1）需要六个开关管和两个电感来实现； 2）由于电容基本上是单电容点，所以在高功率应用中可能面临电容损坏的风险； 3）变压器大小通常很大，这可能增加了系统成本。
应用倍压五电平拓扑广泛应用于太阳能并网逆变器。
它可以帮助将太阳能板产生的低电平DC电源变成达到400v的AC电源以便于并网使用。
此外，倍压五电平拓扑也广泛应用于其他DC-DC变换器领域，例如风能逆变器、电动汽车、UPS和微网。
总结倍压五电平拓扑是一种适用于直流-直流变换器的拓扑结构，具有多个输出电压级别。
它可以适应多个不同的负载需求，并广泛应用于太阳能并网逆变器、电动汽车、UPS等领域。
虽然它具有许多优点，但同时也存在一些缺点，如成本高和系统复杂度高等。
一种新型H桥式五电平逆变器电压平衡控制阮会;李帆【摘要】本文提出了一种新型H桥式五电平逆变器,对其工作原理进行了研究和仿真.研究了五电平逆变器存在的直流侧电容电压不平衡问题,并提出了该型逆变器直流侧电容电压平衡控制策略.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】五电平逆变器;H桥;电容电压平衡【作者】阮会;李帆【作者单位】中国船舶重工集团公司第712研究所,武汉,430064;中国船舶重工集团公司第712研究所,武汉,430064【正文语种】中文【中图分类】TM464近年来随着电压等级的不断上升，传统的两电平逆变器，甚至三电平逆变器已经不能满足元器件耐压及绝缘等方面的要求，更高电平数的逆变器得到了越来越广泛的应用。
而由于二极管箝位式多电平逆变器存在着直流侧电容电压平衡问题[1，2]，三电平以上的多电平逆变器主要以H桥形式为主。
本文提出了一种新型的H桥式五电平逆变器，分析了其工作原理并得出了其直流侧电容电压平衡控制策略。
1 拓扑结构及工作原理该H桥式逆变器单桥臂的拓扑结构见图1。
其工作原理如下：设电流如图 1所示的方向为正。
则当电流为正时，开通 IGBT1，保持IGBT2关断。
① 开通SCR1、SCR7，输出电压为V5；同时开通 SCR5、SCR9，将 Vout箝位至 V4。
② 开通 SCR5，输出电压为 V4；同时开通SCR3，将Vout箝位至V3。
③ 开通 SCR7，输出电压为 V3；同时开通SCR9，将Vout箝位至V2。
④ 关断所有SCR时，IGBT1自动在V2、V1间进行PWM调制。
当电流为负时，开通 IGBT2，保持 IGBT1关断。
① 开通SCR4、SCR10，将Vout接至 V1；同时开通SCR6、SCR8，将Vout箝位至V2。
② 开通 SCR6，将 Vout接至 V2；同时开通SCR2，将Vout箝位至V3。
③ 开通 SCR10，将 Vout接至 V3；同时开通SCR8，将Vout箝位至V4。
第１２卷第４期２００８年７月电机与控制学报ＥＬＥＣＴＲＩＣＭＡＣＨＩＮＥＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＶ０１．１２Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ２００８一种具有高性价比的五电平逆变器拓扑张云，孙力，吴凤江，严冬（哈尔滨工业大学电气３－程及自动化学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：为了提高五电平逆变器的性价比，在分析传统五电平逆变器拓扑的基础上，重组Ｈ桥级联结构与中点电位结构，只增加一个功率开关管构成辅助开关，跨接一个Ｈ桥与两个直流电压源，提出一种新型五电平逆变器拓扑。
通过不同的开关组合，进而得到五电平输出电压。
对Ｈ桥级联型五电平拓扑与新型拓扑的结构及输出性能进行了对比分析，仿真与试验结果表明：在输出相同电平的情况下，新型拓扑单元性价比高，验证了新型拓扑的正确性与有效性。
关键词：五电平逆变器；高性价比；级联型逆变器；Ｈ桥；辅助开关中图分类号：ＴＭ４６４文献标识码：Ａ文章编号：１００７—４４９Ｘ（２００８）０４—０３８５—０６Ｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙ耐ｔｈｈｉｇｈｅｒｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＺＨＡＮＧＹｕｎ，ＳＵＮＬｉ，ＷＵＦｅｎｇ－ｊｉａｎｇ，ＹＡＮＤｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｉｖｅ．１ｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ。
ａｎｏｖｅｌｆｉｖｅ—ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏ—ｐｏｌｏｇｙｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｎｏｖｅｌｔｏｐｏｌｏｇｙｗａｓｒｅｃｏｍｐｏｓｅｄｆｒｏｍｃａｓｃａｄｅｄＨｂｒｉｄｇｅｓｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｎｅｕｔｒａｌｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｓｉｎｇｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｓ．Ａｎｅｘｔｒａｅｏｎｔｒｏｌｌａ－ｂｌｅｐｏｗｅｒｓｗｉｔｃｈｗａｇｕｓｅｄｔｏｆｏｒｍｔｈｅａｕｘｉｌｉａｒｙｓｗｉｔｃｈ，ａｎｄｉｔｃｒｏｓｓｅｄｂｅｔｗｅｅｎａｎＨｂｒｉｄｇｅａｎｄｔｗｏＤＣｖｏｌｔａｇｅｓｕｐｐｌｉｅｓ．Ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｗｉｔｈｆｉｖｅｌｅｖｅｌｓｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｓｅｒｉｅｓｏｆｓｗｉｔｈｃｉｎｇｃｏｍｂｉｎａ－ｔｉｏｎｓ．ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃａｓｃａｄｅｄＨｂｒｉｄｇｅｓａｎｄｔｈｅｎｏｖｅｌｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄｅｏｎｔｒａｓｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｓａｍｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅ—ｓｕｈｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｎｏｖｅｌｃｅｌｌｈａｓｈｉｇｈｅｒｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＡｎｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｎＯ－ｖｅｌｔｏｐｏｌｏｇｙａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｈｉｇｈｅｒｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｃａｓｃａｄｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｈ－ｂｒｉｄｇｅ；ａｕｘｉｌｉａｒｙｓｗｉｔｃｈ１引言多电平逆变器与传统两电平逆变器相比，具有众多优点…：可以使用较低耐压等级的功率开关管组合输出较高的电压等级；输出电压波形为阶梯ＰＷＭ波，通过增加电平数，可以提高输出电压波形的正弦度；箍出电压的ｄｖ／ｄｔ较低，减小了电磁干扰，降低了负收稿日期：２００８—０３—０４载绝缘和器件封装绝缘。
目前多电平逆变器的拓扑结构主要有三种【２］：二极管箝位型（ｄｉｏｄｃｌａｍｐｅｄ），飞跨电容箝位型（ｆｌｙｉｎｇ－ｃａｐａｃｉｔｏｒｃｌａｍｐｅｄ）和Ｈ桥级联型（ｃａｓｃａｄｅｄＨｂｒｉｄｇｅｓ）。
前两种多电平拓扑结构在输出三电平时，具有一定的优势，但在增加输出电压电平数时，需要增加大量的有源、无源功率管，使装置体积庞大，甚至难以实现口．４ｊ。
并且电容电压存在不基金项目：国家自然科学基金（５０４７７００９）；黑龙江省自然科学基金（Ｅ２００６２５）作者简介：张云（１９８０一），男，博士研究生，主要研究方向为高压感应电机驱动控制与多电平逆变器；孙力（１９６０一）．男．博士，教授，博士生导师，主要研究方向为一体化电机驱动控制与电磁兼容；昊凤江（１９８０一）。
男，博士。
讲师，主要研究方向为交流电机智能驱动控制；严冬（１９７８一），男，博士，讲师，主要研究方向为电机驱动器的电磁兼容。
万方数据３８６电机与控制学报第１２卷平衡问题，输出电压容易产生畸变，需要复杂的电压平衡控制方法来解决这个问题”，６Ｊ。
Ｈ桥级联型拓扑摒弃了二极管、飞跨电容的箝位方式，直接通过直流电压源对关断的功率开关管箝位，避免了电压不平衡问题。
减少了一定的器件数量。
Ｈ桥单元级联的方式，在增加输出电压电平数时更具优势，具有较高的实用价值＂滞１。
多电平逆变器输出电压的电平数与功率开关管的数量有关。
因此用性价比的概念来界定输出电压电平数与所用功率开关管数量的关系，即逆变器输出电压性能相近时，所用功率开关管等功率器件数越少，逆变器的性价比就越高，越具有实用价值。
Ｈ桥级联型逆变器输出五电平电压时，需要两个直流电压源和８个功率开关管。
为提高五电平逆变器的性价比，本文提出一种新型五电平拓扑。
２现有的五电平逆变器拓扑现有基本的多电平逆变器类型，有二极管箝位型，飞跨电容箝位型和具有独立直流电压源的Ｈ桥级联型。
前两种多电平逆变器是由单个逆变器直接获得多电平输出，而后者的多电平输出波形是通过多个单元逆变器的输ｆ｛；叠加获得。
图１是二极管箝位型单相五电平逆变器拓扑，输出五电平电压需要８个主功率开关管Ｓ。
～Ｓ。
，１２个箝位二极管和４个直流侧串联电容ｃ。
～Ｃ。
，需要８路驱动信号控制功率开关管的通断。
在输出有功时，需要独立的直流电压源或增加大量辅助功率开关管和复杂的平衡控制方法来解决电容电压不平衡问题一一¨。
ｓ２一ｌｑ甬蔫ｙｓ，一１扩甬蔫鬲圈１二极管箝位型的单相五电平逆变器拓扑甩１Ｔｈｅｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｄｉｏｄｅｃｌａｍｐ－ｔｙｐｅｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ图２是飞跨电容箝位型单相五电平逆变器拓扑。
结构与二极管箝位型相似，也需要８个主功率开关管Ｓ。
一Ｓ８，６个箝位电容Ｃ。
一Ｃ商和４个直流侧串联电容ｃ，～ｃ。
，需要８路驱动信号控制功率开关管的通断。
文献［１２］提出一种具有电容电压自平衡的五电平电容箝位型拓扑，并且不受负载性能影响，可用于有功传输场合，但需要增加大量的有源和无源器件。
ｓ２一∞ｓ蔫，－一ＫＳ蔼４＂ｑＫ∥ｓ，一Ｉ夺一甬蔫图２飞跨电容箝位型的单相五电平逆变器拓扑Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｆｉｖｅ・ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｆｌｙｉｎｇ－ｃａｐａｃｉｔｏｒｃｌａｍｐ・ｔｙｐｅｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ图３是级联Ｈ桥型单相五电平逆变器拓扑，其拓扑结构思想独立于前两种结构，利用结构简单并能产生三电平的Ｈ桥输出波形的有序叠加，实现了单相五电平电压波形的输出。
而且，该拓扑很容易扩展到２Ｎ＋ｌ电平（Ⅳ为级联单元数），实现高性能输出电压的高压大功率传输。
该拓扑需要两个独立的直流电压源，通过直流电压源直接对关断的功率开关管箝位，不存在箝位电压不平衡的问题。
该拓扑结构简单，输出电压质量较高，不用解决箝位电压不平衡问题，较前两种拓扑省去了大量的箝位二极管或箝位电容¨３１，但主功率开关管并没有减少。
基于这些显著的优势，级联型Ｈ桥拓扑得到了广泛的研究与应用。
图３级联Ｈ桥型的单相五电平逆变器拓扑Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｆｉｖｅ・ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｃａｓｃａｄｅＨ－ｂｒｉｄｇｅ・・ｔｙｐｅｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ３高性价比五电平拓扑及其工作原理３．１新拓扑的结构特点结合二极管箝位型，飞跨电容箝位型和级联ＨＣ—ＴＩｌ上｝＿２ａＣＣＴ上ＴＩｌ上Ｈ茸讯寸ｒ机％≮５：４：３－＿２＿．，●ＰＧ矿ＱＱｙＱ矿万方数据第４期一种具有高性价比的五电平逆变器拓扑３８７桥型拓扑结构的设计思想，以提高逆变器性价比为目的，把这三种拓扑结构重组，可以得到如图４的高性价比单相五电平逆变器拓扑。
该新拓扑保留了Ｈ桥结构，并且主功率开关管就是Ｈ桥的Ｓ。
～Ｓ。
，采用两个等值独立直流电压源％。
串接。
图４中虚线部分为该拓扑的辅助开关，由一不可控单相整流桥（二极管Ｄ。
～Ｄ。
）和功率开关管Ｓ，组成。
辅助开关可以实现能量的双向流动，通过该辅助开关，把两个独立直流电压源的能量按照Ｈ桥的４个功率开关管的通断控制，有序组合出五电平电压波形。
其特点是有效利用了Ｈ桥组合输出电平时简洁的硬件电路，加上中点箝位型电路的中点电位结构。
通过辅助开关的能量双向流动，构建出新型五电平逆变单元。
新拓扑不存在电压不平衡问题，两个等值的直流电压源直接箝位关断的功率开关管。
Ｈ桥侧关断的主功率开关管在某些开关组合状态时，需要承受２ｖｄ，的电压应力，其他开关组合状态时，只需承受Ｋ。
的电压应力。
图４高性价比的单相五电平逆变器拓扑隐．４Ｔｈｅｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅ通过Ｈ桥侧，可以使该五电平单元级联，形成可扩展的新型级联型多电平逆变器，适合高压大功率场合。
３个单相五电平单元采用Ｙ型联结，便可得到图５的三相五电平逆变器。
３．２新拓扑组合出多电平的原理以单相五电平逆变器为例，通过图４来说明其组合出五电平的工作原理。
设Ｖｄ。
＝Ｅ，以直流电压源负端为参考点，输出Ⅱ有±２Ｅ，±Ｅ，０五种电平，由５种开关组合状态来合成：①当开关ｓ。
，ｓ。
同时导通时，／Ｌ＝２Ｅ；②当开关ｓ。
，ｓ５同时导通时，“＝Ｅ；③当开关Ｓ２，ｓ。
同时导通时；或开关Ｓ，，Ｓ，同时导通时，Ｕ＝０；④当开关ｓ，，ｓ５同时导通时，Ｍ＝一Ｅ；⑤当开关Ｓ：，ｓ，同时导通时，比＝一２Ｅ。
Ｈ桥的上下桥臂开关状态互补，内桥臂功率开．关管Ｓ。
、Ｓ：分别与辅助开关的Ｓ，组合时，Ｓ。
，Ｓ，互补导通；或Ｓ：，Ｓ，互补导通。
图６为对应于输出电压每个电平的电流通路，其中ｕ＝０时有两种开关组合状态。
表１为逆变器输出Ⅱ的５种电平对应的各开关状态，“ｌ”为导通，“０”为关断。
图５高性价比的三相五电平逆变器拓扑Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏｐｏｌｏｇｙｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｃｏｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｔｈｒｅｅ・ｐｈａｓｅ（ａ）ｕ－－２Ｅ（ｃ）ｕ－－Ｏ（ｄ）ｕ：－Ｅ（ｅ）ｕ＝一２Ｅ图６形成五种电平的电流走向Ｆｉｇ．６Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃｉｅｓｆｏｒｍｅｄｆｉｖｅｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓ万方数据３８８电机与控制学报第１２卷表１五种电平对应的各开关状态Ｔａｂｌｅ１Ｆｉｖｅｓｗｉｔｃｈｅｓｓｔａｔｅｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｆｉｖｅｖｏｌｔａｇｅｌｅｖｅｌｓ４新拓扑与Ｈ桥级联型性价比的对比分析逆变器输出电压的电平数越多，就越接近正弦波。
