CN105262356B - 一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，属于变换器控制技术领域。该方法根据五电平全桥并网逆变器调制比的变化，改变调制波信号或三角载波信号的幅值，实现输入电容电压的自然均压。有益之处在于：仅需采样总的输入电压即可实现分压电容的自然均压，节省了一组电容电压采样电路，控制电路成本低；省去了电容电压均压的控制环路，简化了控制程序。该方法适用于多种五电平全桥并网逆变器拓扑，在新能源并网发电领域具有广阔的应用前景。

Description

一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法

技术领域

本发明涉及一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，属于电力电子变换器控制技术领域。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题日益严重，太阳能、风能、燃料电池等新能源发电技术成为世界各国关注和研究的热点。新能源发电系统按照是否与公共电网相连，分为并网运行和独立运行两种方式，其中，并网运行是新能源发电应用最普遍的方式，而并网逆变器作为新能源并网系统中的关键部件，提高其可靠性、效率和功率密度具有重要意义。

双降压式逆变器具有可靠性高、独立二极管续流等优点，但是其滤波电感半周期工作，故功率密度较低。多电平技术可以降低开关管和滤波电感的电压阶梯，故在同样电感电流纹波和功率的条件下，相对于三电平全桥并网逆变器，五电平全桥并网逆变器可以将电感体积减小一半。但是，由于输入侧采用分压电容串联，故在一定的调制比范围内，输入分压电容电压会不均压。

参考传统单相半桥三电平逆变器的输入电容均压方法，如图1所示，五电平全桥并网逆变器可以根据输入分压电容的电压差调整电流参考信号偏置的方式实现电容均压，但该方法需要同时采样两个输入电容电压，增大了电路成本，控制程序和调制方法都更加复杂，亟需改进。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

作为本发明的一个具体实施例，五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，所采用的全桥并网逆变器包括直流电源U_dc、输入分压电容、五电平全桥逆变电路、第一输出滤波电感L_f1、第二输出滤波电感L_f2和输出滤波电容C_f，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路和调制电路，所述控制电路包括电流传感器、第一减法器和电感电流调节器，所述调制电路包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第二减法器、第三减法器、第一乘法器、第二乘法器及一个反相器；

该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容：

采用电流传感器采样电感电流i_L得到电感电流反馈信号i_Lf，电感电流反馈信号i_Lf与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号i_Lr，第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号u_e，调制信号u_e分别与第二减法器的正输入端、第一乘法器的一个输入端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端-u_e分别与第三减法器的正输入端、第二乘法器的一个输入端、第六比较器的同相端连接；

直流偏置信号u_b与第二减法器的负输入端连接，第二减法器的输出端连接第一比较器的同相端，第一比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号u_gs1；

直流偏置信号u_b与第三减法器的负输入端连接，第三减法器的输出端连接第二比较器的同相端，第二比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号u_gs2；

第一乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第一乘法器的输出端连接第三比较器的同相端，第三比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号u_gs3；

第二乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第二乘法器的输出端连接第四比较器的同相端，第四比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号u_gs4；

第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号u_gs5；

第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号u_gs6。

优选地，前述直流偏置信号u_b的幅值等于三角载波信号u_st的峰值；当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，所述比例信号k＝1，当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，所述比例信号k取值>0且<1。

作为本发明的另一个具体实施例，五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，所采用的全桥并网逆变器包括直流电源U_dc、输入分压电容、五电平全桥逆变电路、第一输出滤波电感L_f1、第二输出滤波电感L_f2和输出滤波电容C_f，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路和调制电路，所述控制电路包括电流传感器、第一减法器和电感电流调节器，所述调制电路包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第一加法器、第二加法器、第一乘法器、第二乘法器及一个反相器；

该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容：

采用电流传感器采样电感电流i_L得到电感电流反馈信号i_Lf，电感电流反馈信号i_Lf与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号i_Lr，第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号u_e，调制信号u_e分别与第一比较器的同相端、第三比较器的同相端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端-u_e分别与第二比较器的同相端、第四比较器的同相端、第六比较器的同相端连接；

三角载波信号u_st分别与第一加法器的一个输入端、第一乘法器的一个输入端、第二乘法器的一个输入端、第二加法器的一个输入端连接；

直流偏置信号u_b与第一加法器的另一个输入端连接，第一加法器的输出端连接第一比较器的反相端，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号u_gs1；

直流偏置信号u_b与第二加法器的另一个输入端连接，第二加法器的输出端连接第二比较器的反相端，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号u_gs2；

第一乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第一乘法器的输出端连接第三比较器的反相端，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号u_gs3；

第二乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第二乘法器的输出端连接第四比较器的反相端，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号u_gs4；

第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号u_gs5；

第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号u_gs6。

优选地，前述直流偏置信号u_b的幅值等于三角载波信号u_st的峰值；当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，所述比例信号k＝1，当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，所述比例信号k取值>1且<2。

进一步地，当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，电网电压u_g正半周且大于直流电源U_dc电压幅值一半，第一开关管驱动信号u_gs1高频动作，第三开关管驱动信号u_gs3长高，电网电压u_g负半周且绝对值大于直流电源U_dc电压幅值一半，第二开关管驱动信号u_gs2高频动作，第四开关管驱动信号u_gs4长高；当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，电网电压u_g正半周且大于直流电源U_dc电压幅值一半，第一开关管驱动信号u_gs1和第三开关管驱动信号u_gs3均为高频动作，且第三开关管驱动信号u_gs3占空比大于第一开关管驱动信号u_gs1，电网电压u_g负半周且绝对值大于直流电源U_dc电压幅值一半，第二开关管驱动信号u_gs2和第四开关管驱动信号u_gs4均为高频动作，且第四开关管驱动信号u_gs4占空比大于第二开关管驱动信号u_gs2。

本发明的有益之处在于本发明的自均压方法仅需采样总的输入电压即可实现分压电容的自然均压，节省了一组电容电压采样电路，能够有效控制电路成本；同时，省去了电容电压均压的控制环路，从而简化了控制程序，而且，该自均压方法调制方法简单，易于DSP实现。

附图说明

图1是传统的均压控制方法；

图2是本发明的一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法的实施例1的电路结构示意图；

图3(a)和图3(b)是实施例1的驱动原理波形图；

图4是本发明的一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法的实施例2的电路结构示意图；

图5(a)和图5(b)是实施例2的驱动原理波形图；

图6(a)、图6(b)和图6(c)是适用于本发明的三种五电平全桥并网逆变器电路拓扑实施例；

图7是本发明的一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法的仿真结果图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1

参见图2，本实施例的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，所采用的全桥并网逆变器包括直流电源U_dc、输入分压电容1、五电平全桥逆变电路2、第一输出滤波电感L_f1、第二输出滤波电感L_f2和输出滤波电容C_f，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路3和调制电路4，其中控制电路3具体包括电流传感器、第一减法器和电感电流调节器，调制电路4包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第二减法器、第三减法器、第一乘法器、第二乘法器及一个反相器。

该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容：

采用电流传感器采样电感电流i_L得到电感电流反馈信号i_Lf，电感电流反馈信号i_Lf与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号i_Lr，第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号u_e，调制信号u_e分别与第二减法器的正输入端、第一乘法器的一个输入端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端-u_e分别与第三减法器的正输入端、第二乘法器的一个输入端、第六比较器的同相端连接；

直流偏置信号u_b与第二减法器的负输入端连接，第二减法器的输出端连接第一比较器的同相端，第一比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号u_gs1；

直流偏置信号u_b与第三减法器的负输入端连接，第三减法器的输出端连接第二比较器的同相端，第二比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号u_gs2；

第一乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第一乘法器的输出端连接第三比较器的同相端，第三比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号u_gs3；

第二乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第二乘法器的输出端连接第四比较器的同相端，第四比较器的反相端连接三角载波信号u_st，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号u_gs4；

第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号u_gs5；

第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号u_gs6。

图3为实施例1的驱动原理波形图，图中，u_gs1至u_gs6表示第一至第六功率开关管S₁～S₆的驱动信号，u_st表示三角载波信号，u_e表示调制波信号，u_b表示直流偏置电压，等于三角载波峰值，k表示比例系数。

当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，实施例1的驱动原理波形如图3(a)所示，比例系数k取值为1。

电网电压正半周，电网电压u_g大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第一功率开关管S₁按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e-u_b幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第三功率开关管S₃和第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压正半周，电网电压u_g小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第三功率开关管S₃按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号ku_e幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第二功率开关管S₂按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-(u_e-u_b)幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第四功率开关管S₄和第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第四功率开关管S₄按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-ku_e幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，实施例1的驱动原理波形如图3(b)所示，比例系数k取值为>0且<1。

电网电压正半周，电网电压u_g大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第一功率开关管S₁按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e-u_b幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第三功率开关管S₃按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号ku_e幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第三功率开关管S₃的占空比大于第一功率开关管S₁的占空比。第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压正半周，电网电压u_g小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第三功率开关管S₃按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号ku_e幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第二功率开关管S₂按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-(u_e-u_b)幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第四功率开关管S₄按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-ku_e幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第四功率开关管S₄的占空比大于第二功率开关管S₂的占空比。第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第四功率开关管S₄按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-ku_e幅值大于载波信号u_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

实施例2

参见图4，本实施例的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，全桥并网逆变器包括直流电源U_dc、输入分压电容1、五电平全桥逆变电路2、第一输出滤波电感L_f1、第二输出滤波电感L_f2和输出滤波电容C_f，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路3和调制电路4，其中，控制电路3包括电流传感器、第一减法器和电感电流调节器，调制电路4包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、第一加法器、第二加法器、第一乘法器、第二乘法器及一个反相器。

该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容：

采用电流传感器采样电感电流i_L得到电感电流反馈信号i_Lf，电感电流反馈信号i_Lf与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号i_Lr，第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号u_e，调制信号u_e分别与第一比较器的同相端、第三比较器的同相端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端-u_e分别与第二比较器的同相端、第四比较器的同相端、第六比较器的同相端连接；

三角载波信号u_st分别与第一加法器的一个输入端、第一乘法器的一个输入端、第二乘法器的一个输入端、第二加法器的一个输入端连接；

直流偏置信号u_b与第一加法器的另一个输入端连接，第一加法器的输出端连接第一比较器的反相端，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号u_gs1；

直流偏置信号u_b与第二加法器的另一个输入端连接，第二加法器的输出端连接第二比较器的反相端，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号u_gs2；

第一乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第一乘法器的输出端连接第三比较器的反相端，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号u_gs3；

第二乘法器的另一个输入端连接比例信号k，第二乘法器的输出端连接第四比较器的反相端，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号u_gs4；

第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号u_gs5；

第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号u_gs6。

图5为实施例2的驱动原理波形图，图中，u_gs1至u_gs6表示第一至第六功率开关管S₁～S₆的驱动信号，u_st表示三角载波信号，u_e表示调制波信号，u_b表示直流偏置电压，等于三角载波峰值，k表示比例系数。

五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，实施例2的驱动原理波形如图5(a)所示，比例系数k取值为1。

电网电压正半周，电网电压u_g大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第一功率开关管S₁按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e幅值大于载波信号(u_st+u_b)幅值时输出高电平，反之输出低电平；第三功率开关管S₃和第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压正半周，电网电压u_g小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第三功率开关管S₃按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e幅值大于载波信号ku_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第二功率开关管S₂按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-u_e幅值大于载波信号-(u_st+u_b)幅值时输出高电平，反之输出低电平；第四功率开关管S₄和第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第四功率开关管S₄按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-u_e幅值大于载波信号ku_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，实施例2的驱动原理波形如图5(b)所示，比例系数k取值为>1且<2。

电网电压正半周，电网电压u_g大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第一功率开关管S₁按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e幅值大于载波信号(u_st+u_b)幅值时输出高电平，反之输出低电平；第三功率开关管S₃按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e幅值大于载波信号ku_st幅值时输出高电平，反之输出低电平。第三功率开关管S₃的占空比大于第一功率开关管S₁的占空比；第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压正半周，电网电压u_g小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第三功率开关管S₃按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号u_e幅值大于载波信号ku_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第五功率开关管S₅长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值大于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第二功率开关管S₂按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-u_e幅值大于载波信号(u_st+u_b)幅值时输出高电平，反之输出低电平。第四功率开关管S₄按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-u_e幅值大于载波信号ku_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第四功率开关管S₄的占空比大于第二功率开关管S₂的占空比。第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

电网电压负半周，电网电压u_g的绝对值小于直流电源U_dc电压幅值的一半时，第四功率开关管S₄按单极性SPWM方式高频动作，调制波信号-u_e幅值大于载波信号ku_st幅值时输出高电平，反之输出低电平；第六功率开关管S₆长通，其它功率开关管驱动信号均为低电平。

在具体实施中，五电平全桥逆变器具有多种拓扑结构，图6给出了三种五电平全桥逆变器拓扑结构。其中：图6(a)是中点钳位桥式五电平全桥逆变器；图6(b)是二极管串联双降压式五电平全桥逆变器；图6(c)是开关管串联双降压式五电平全桥逆变器。

图7是图2所示五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法的仿真波形。其中，VC1和VC2分别表示输入电容C_dc1和C_dc2的电压，I(L1)和I(L2)分别表示电感L_f1和L_f2的电流。电网电压u_g的有效值为220V，直流电源U_dc的电压在0.2s由540V突变值600V，调制比对应由0.576变为0.518，比例系数k在0.6s由1变为0.5。从图7中可以看出，由于0.2s～0.6s之间，调制比小于0.518，且比例系数k为1，故输入电容电压出现不均压；0.6s之后，比例系数k为0.5，输入电容电压的差值逐渐趋近于零，实现了输入电容电压的自动均衡，验证了本发明的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法的正确性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，该全桥并网逆变器包括直流电源(U_dc)、输入分压电容(1)、五电平全桥逆变电路(2)、两个输出滤波电感(L_f1、L_f2)和输出滤波电容(C_f)，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路(3)和调制电路(4)，所述控制电路(3)包括电流传感器、减法器和电感电流调节器，所述调制电路(4)包括六个比较器、六个驱动电路、两个减法器、两个乘法器、一个反相器，其特征在于：该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容：

采用电流传感器采样电感电流(i_L)得到电感电流反馈信号(i_Lf)，电感电流反馈信号(i_Lf)与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号(i_Lr)，第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号(u_e)，调制信号(u_e)分别与第二减法器的正输入端、第一乘法器的一个输入端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端(-u_e)分别与第三减法器的正输入端、第二乘法器的一个输入端、第六比较器的同相端连接；

直流偏置信号(u_b)与第二减法器的负输入端连接，第二减法器的输出端连接第一比较器的同相端，第一比较器的反相端连接三角载波信号(u_st)，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号(u_gs1)；

直流偏置信号(u_b)与第三减法器的负输入端连接，第三减法器的输出端连接第二比较器的同相端，第二比较器的反相端连接三角载波信号(u_st)，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号(u_gs2)；

第一乘法器的另一个输入端连接比例信号(k)，第一乘法器的输出端连接第三比较器的同相端，第三比较器的反相端连接三角载波信号(u_st)，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号(u_gs3)；

第二乘法器的另一个输入端连接比例信号(k)，第二乘法器的输出端连接第四比较器的同相端，第四比较器的反相端连接三角载波信号(u_st)，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号(u_gs4)；

第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号(u_gs5)；

第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号(u_gs6)。

2.根据权利要求1所述的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，其特征在于：所述直流偏置信号(u_b)的幅值等于三角载波信号(u_st)的峰值；

当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，所述比例信号(k)取值等于1，当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，所述比例信号(k)取值>0且<1。

3.根据权利要求1所述的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，其特征在于：

五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55，电网电压(u_g)正半周且大于直流电源(U_dc)电压幅值一半时，第一开关管驱动信号(u_gs1)以单极性SPWM方式高频动作，第三开关管驱动信号(u_gs3)为高电平，电网电压(u_g)负半周且绝对值大于直流电源(U_dc)电压幅值一半，第二开关管驱动信号(u_gs2)以单极性SPWM方式高频动作，第四开关管驱动信号(u_gs4)为高电平；

五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55，电网电压(u_g)正半周且大于直流电源(U_dc)电压幅值一半时，第一开关管驱动信号(u_gs1)和第三开关管驱动信号(u_gs3)以单极性SPWM方式高频动作，且第三开关管驱动信号(u_gs3)占空比大于第一开关管驱动信号(u_gs1)，电网电压(u_g)负半周且绝对值大于直流电源(U_dc)电压幅值一半，第二开关管驱动信号(u_gs2)和第四开关管驱动信号(u_gs4)均以单极性SPWM方式高频动作，且第四开关管驱动信号(u_gs4)占空比大于第二开关管驱动信号(u_gs2)。

4.一种五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，该全桥并网逆变器包括直流电源(U_dc)、输入分压电容(1)、五电平全桥逆变电路(2)、两个输出滤波电感(L_f1、L_f2)和输出滤波电容(C_f)，该全桥并网逆变器的控制电路部分包括控制电路(3)和调制电路(4)，所述控制电路(3)包括电流传感器、减法器和电感电流调节器，所述调制电路(4)包括六个比较器、六个驱动电路、两个加法器、两个乘法器、一个反相器，其特征在于：该五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法包括如下内容：

采用电流传感器采样电感电流(i_L)得到电感电流反馈信号(i_Lf)，电感电流反馈信号(i_Lf)与第一减法器的负输入端连接，第一减法器的正输入端连接电感电流参考信号(i_Lr)，第一减法器的输出端经过电感电流调节器得到调制信号(u_e)，调制信号(u_e)分别与第一比较器的同相端、第三比较器的同相端、第五比较器的同相端和反相器的输入端连接，反相器输出端(-u_e)分别与第二比较器的同相端、第四比较器的同相端、第六比较器的同相端连接；

三角载波信号(u_st)分别与第一加法器的一个输入端、第一乘法器的一个输入端、第二乘法器的一个输入端、第二加法器的一个输入端连接；

直流偏置信号(u_b)与第一加法器的另一个输入端连接，第一加法器的输出端连接第一比较器的反相端，第一比较器的输出经过第一驱动电路得到第一开关管驱动信号(u_gs1)；

直流偏置信号(u_b)与第二加法器的另一个输入端连接，第二加法器的输出端连接第二比较器的反相端，第二比较器的输出经过第二驱动电路得到第二开关管驱动信号(u_gs2)；

第一乘法器的另一个输入端连接比例信号(k)，第一乘法器的输出端连接第三比较器的反相端，第三比较器的输出经过第三驱动电路得到第三开关管驱动信号(u_gs3)；

第二乘法器的另一个输入端连接比例信号(k)，第二乘法器的输出端连接第四比较器的反相端，第四比较器的输出经过第四驱动电路得到第四开关管驱动信号(u_gs4)；

第五比较器的反相端连接参考地，第五比较器的输出经过第五驱动电路得到第五开关管驱动信号(u_gs5)；

第六比较器的反相端连接参考地，第六比较器的输出经过第六驱动电路得到第六开关管驱动信号(u_gs6)。

5.根据权利要求4所述的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，其特征在于：所述直流偏置信号(u_b)的幅值等于三角载波信号(u_st)的峰值；

当五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55时，所述比例信号(k)取值等于1，当五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55时，所述比例信号(k)取值>1且<2。

6.根据权利要求4所述的五电平全桥并网逆变器输入电容自均压方法，其特征在于：

五电平全桥并网逆变器的调制比大于0.55，电网电压(u_g)正半周且大于直流电源(U_dc)电压幅值一半时，第一开关管驱动信号(u_gs1)以单极性SPWM方式高频动作，第三开关管驱动信号(u_gs3)为高电平，电网电压(u_g)负半周且绝对值大于直流电源(U_dc)电压幅值一半，第二开关管驱动信号(u_gs2)以单极性SPWM方式高频动作，第四开关管驱动信号(u_gs4)为高电平；

五电平全桥并网逆变器的调制比小于0.55，电网电压(u_g)正半周且大于直流电源(U_dc)电压幅值一半时，第一开关管驱动信号(u_gs1)和第三开关管驱动信号(u_gs3)以单极性SPWM方式高频动作，且第三开关管驱动信号(u_gs3)占空比大于第一开关管驱动信号(u_gs1)，电网电压(u_g)负半周且绝对值大于直流电源(U_dc)电压幅值一半，第二开关管驱动信号(u_gs2)和第四开关管驱动信号(u_gs4)均以单极性SPWM方式高频动作，且第四开关管驱动信号(u_gs4)占空比大于第二开关管驱动信号(u_gs2)。