徐 杰，徐天乐

(南京南瑞继保电气有限公司，南京 211100)

0 引言

传统的两电平中点箝位(neutral point clamped，NPC)单相逆变器在光伏发电领域得到了广泛应用。但由于光伏阵列的输出功率具有随机性、波动性的特征，且逆变器的开关损耗和发热量会随着开关频率的提高而增大，因此，受限于逆变器的开关频率，应用于光伏阵列的逆变器输出的电流含有大量谐波成分。为此，有研究学者提出了三电平单相逆变器拓扑结构，相较于传统的两电平单相逆变器拓扑结构，其可使逆变器的开关频率成倍减小，降低了开关损耗，提升了逆变器效率；并且在相同载波条件下，三电平单相逆变器输出电流中的谐波含量大幅降低，有利于减小交流侧滤波器的功率容量。

为了进一步减小逆变器输出电流中的谐波含量，本文在三电平中点箝位单相逆变器拓扑结构的研究基础上，提出一种五电平中点箝位单相逆变器拓扑结构，以期进一步减小逆变器输出电流中的谐波含量，改善电流的波形质量，并减小逆变器的开关损耗。

1 三电平中点箝位单相逆变器的工作原理

三电平中点箝位单相逆变器的电路拓扑图如图1所示。图中，E1为上半桥臂直流电压；E2为下半桥臂直流电压。

图1 三电平中点箝位单相逆变器的电路拓扑图Fig. 1 Circuit topology graph of NPC single-phase inverter based on three-level

从图1可以看到，逆变器的输出经电感L接到负载Load上。逆变桥左侧桥臂是由绝缘栅双极型晶体管IGBT(下文简称为“T”)和续流二极管D组成的组件1、组件2、组件3、组件4，以及中点箝位二极管Dp1、Dn1组成。……