CN102904471A - 一种逆变器和供电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了逆变器，其在现有逆变器的基础上增加了开关管电路，并使得该开关管电路比功率管提前开通，提前关断。以便降低逆变器中功率管的开关损耗。

Description

一种逆变器和供电设备
技术领域
本发明涉及一种电子电路领域，尤其涉及一种逆变器和供电设备。
背景技术
逆变器是一种将直流变为交流的电路，如多电平逆变器。由于多电平逆变器具有输出功率大、器件开关频率低、逆变器等效的开关频率高、输出谐波小、动态响应速度快、电磁兼容性好等一系列的优点，受到了越来越多的关注，并已经得了到广泛的研究和应用。
多电平逆变器的基本思想是在一定的主电路拓扑结构的基础上通过不同的开关组合，获得多级阶梯波形输出来等效正弦波。而五电平逆变器，即是指获得五级阶梯波形输出。
现有的五电平逆变***有多种类型，如图1所示为其中一种，其包括升压(Boost)电路与五电平拓扑结构。其中Boost电路提升直流输出电压；而五电平拓扑结构把直流电压转换为交流电压，然后提供给负载或电网。
但是现有的五电平逆变器的功率开关管一般工作在电压和/或电流较高的状态，对功率器件的通态损耗(或称开关损耗)较大，如，对功率管的损耗也将较大，在一定程度上限制了***效率的提高。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种逆变器。可以降低逆变器中功率管的开关损耗。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供了一种逆变器，包括：直流电源，升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在直流电源两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端输出交流电，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6；
在所述直流电源的两极连接依次串联的D3、Q5、Q6和D4；
Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D1的负极和D4的正极；
在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5，D5的正极接地；
在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6，D6的正极接地。
另一方面，本发明实施例还提供了一种逆变器，包括：直流电源，升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在直流电源两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端输出交流电，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6；
在所述直流电源的两极连接依次串联的D3、Q5、Q6和D4；
Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D3的正极和D4的负极或并联在D1的负极和D4的负极；
在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5，D5的正极接地；
在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6，D6的正极接地。
进一步的，在上述逆变器中，还可包括控制单元，用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得
当电压较高而升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成三电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q2提前开通、提前关断；
当电压较低而升压电路工作时，直流电源的输入电压一路输入到Q5，另一路经过升压电路升压后输入到Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成五电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q6提前开通、提前关断。
其中，Q3、Q4为金氧半场效晶体管，Q1、Q2、Q5、Q6、Q7、Q8为绝缘栅双极型晶体管。
进一步的，所述逆变器还包括：
功率继电器RL1，RL1并联在旁路二极管D1上；
功率继电器RL2，RL2并联在旁路二极管D2上；
所述控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过D3输入到Q5，经过Q6输入到D4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
进一步的，所述逆变器还包括：
功率继电器RL3，RL3并联在所述二极管D3上；
功率继电器RL4，RL4并联在所述二极管D4上；
所述控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过RL3输入到Q5，经过Q6输出到RL4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
再一方面，本发明实施例还提供了一种供电设备，包括提供直流输出的直流供电装置，将所述直流输出转换为交流输出的逆变器，以及所述交流输出驱动的负载，所述逆变器包括：升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在所述直流供电装置的直流输出的两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端连接所述负载，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6；
在所述直流输出的两极连接依次串联的D3、Q5、Q6和D4；
Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D1的负极和D4的正极；
在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5，D5的正极接地；
在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6，D6的正极接地。
在本发明的另一实施例中的供电设备中，所述Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后不是并联在D1的负极和D4的正极，而是并联在D3的正极和D4的负极或并联在D1的负极和D4的负极。
进一步的，所述逆变器还包括控制单元，用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得
当电压较高而升压电路不工作时，所述直流输出的电压经过Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成三电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q2提前开通、提前关断；
当电压较低而升压电路工作时，所述直流输出的电压一路输入到Q5，另一路经过升压电路升压后输入到Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成五电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q6提前开通、提前关断。
具体的，Q3、Q4为金氧半场效晶体管，Q1、Q2、Q5、Q6、Q7、Q8为绝缘栅双极型晶体管。
在本发明实施例中，由于增加了开关管电路Q3、Q4，在逆变器工作时，Q1和Q6上的开关损耗可以转移到了Q3和Q4支路，降低了功率管Q1和Q6的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的五电平逆变器的一种具体组成示意图；
图2是本发明实施例中的逆变器的一个具体组成示意图；
图3是本发明实施例中的逆变器的第二具体组成示意图；
图4是本发明实施例中的逆变器的第三具体组成示意图；
图5是本发明实施例中包括两个继电器的逆变器的一个具体组成示意图；
图6是本发明实施例中包括四个继电器的逆变器的一个具体组成示意图；
图7是本发明实施例中包括四个继电器的逆变器的第二个具体组成示意图；
图8是本发明实施例中包括四个继电器的逆变器的第三个具体组成示意图；
图9是本发明实施例中的供电设备的一个具体组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，通过在五电平逆变器的基础上，增加开关管电路，将主功率管的开关损耗转移到增加的开关管电路上，可以降低主功率管的损耗。而且，主功率管使用大功率绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)，而增加的开关管电路可以使用开关速度更好的功率管，如金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，这样在降低主功率管开关损耗的同时，也不会显著增加成本。
同时，通过适当设置二极管和功率继电器，在输入电压大小不同时，本发明实施例中的逆变器还可以在三电平逆变器和五电平逆变器之间进行转换，即增加的开关管电路可参与构成五电平结构。由于五电平逆变器的损耗低于三电平逆变器，工作在五电平结构时，可进一步降低功率管的开关损耗。在下述实施例及其附图中的Q表示开关管电路，一端连接控制信号，另外两端接入电路中，其根据控制信号的控制导通或截止；在下述电路图中，Q的悬空的一端代表连接控制信号，图示中未标注。该控制信号的具体组成，根据实施例中对电路功能的描述，对于本领域普通技术人员来说应当可以理解，此处不做赘述。
如图2所示，为本发明实施例中的逆变器的一个具体组成示意图。该逆变器包括：直流电源，升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在直流电源两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端输出交流电，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6。
在所述直流电源的两极连接依次串联的D3、Q5、Q6和D4；Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D1的负极和D4的正极；在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5，D5的正极接地；在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6，D6的正极接地。
进一步的，上述逆变器还可包括一控制单元，用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得：当电压较高而升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成三电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q2提前开通、提前关断；当电压较低而升压电路工作时，直流电源的输入电压一路输入到Q5，另一路经过升压电路升压后输入到Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成五电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q6提前开通、提前关断。
其中，Q3、Q4可为MOSFET，Q1、Q2、Q5、Q6、Q7、Q8为IGBT。由于功率MOSFET的开关速度更快，因此能进一步降低主功率管的开关损耗。下述各实施例中Q3、Q4也可为功率MOSFET，后续不再一一赘述。图2～图8中均以Q3、Q4为功率MOSFET，其他开关管则为IGBT为例进行示意。
当然，在本发明实施例中的升压电路的具体组成还可以采用现有技术中所提供的其他形式，此处仅作为示例，不应以此作为对本发明具体实施例的限制。
如图3所示，为本发明实施例中的逆变器的第二个具体组成示意图。可以看出，本发明实施例中的电路与图1中所示的电路的区别仅在于，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D3的正极和D4的负极。
如图4所示，为本发明实施例中的逆变器的第三个具体组成示意图。可以看出，本发明实施例中的电路与图1中所示的电路的区别仅在于，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D1的负极和D4的负极。
如图5所示，在图2的基础上，该逆变器还可包括：功率继电器RL1，RL1并联在旁路二极管D1上；功率继电器RL2，RL2并联在旁路二极管D2上。在此电路中，控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过D3输入到Q5，经过Q6输入到D4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
如图6所示，在图5的基础上，该逆变器还可包括：功率继电器RL3，RL3并联在所述第一桥臂的二极管D3上；功率继电器RL4，RL4并联在所述第一桥臂的二极管D4上。在此电路中，控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过RL3输入到Q5，经过Q6输出到RL4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
在图3的基础上，在本发明实施例中的逆变器还可包括：功率继电器RL1，RL1并联在旁路二极管D1上；功率继电器RL2，RL2并联在旁路二极管D2上。并且还可进一步包括：功率继电器RL3，RL3并联在所述第一桥臂的二极管D3上；功率继电器RL4，RL4并联在所述第一桥臂的二极管D4上。其控制电路工作情况可参考与图5和图6有关的描述。如图7所示，为四个继电器均包括的情况。
在图4的基础上，在本发明实施例中的逆变器还可包括：功率继电器RL1，RL1并联在旁路二极管D1上；功率继电器RL2，RL2并联在旁路二极管D2上。并且还可进一步包括：功率继电器RL3，RL3并联在所述第一桥臂的二极管D3上；功率继电器RL4，RL4并联在所述第一桥臂的二极管D4上。其控制电路工作情况可参考与图5和图6有关的描述。如图8所示，为四个继电器均包括的情况。
即，在图6～8示例的电路中，当输入电压较高时，升压(Boost)电路不工作，输入正电压经过RL1输入到Q1，Q1与Q5构成完整的I字型电路，二极管D5与Q7串联构成续流支路，同时Q3与Q7串联，由于在交流电源输出电压的正弦正半周时Q5常通，因而在电路形式上Q3和Q7与Q1构成并联的形式。此时，逆变器的混合五电平拓扑结构工作在三电平结构状态。通过控制单元控制功率开关管的开通、关断时序，使Q3比Q1提前开通、提前关断，从而将Q1的开关损耗转移到Q3支路。另外一方面，Q1、Q5一般使用大功率IGBT，而Q3则使用开关速度更快的功率MOQFET，因此这种电路可以较大降低功率管的开关损耗。
当输入电压较低时，升压电路开始工作，输入的正电压一路经过功率继电器RL3与Q5连接，另一路经过升压电路升压后通过RL1与Q1相连，二极管与Q7串联构成续流支路，同时Q3与Q7串联，在电路形式上与Q1、Q5构成并联的形式。此时，逆变器的混合五电平拓扑结构工作在五电平结构状态。通过控制单元控制功率开关管的开通、关断时序，使Q3比Q1提前开通、提前关断，从而较大降低功率管Q1的开关损耗。
需要说明的是，上述描述的输入正电压的情况；输入负电压时的情形与以上原理较为相似，此处不做赘述。
通过上述描述可知，在本发明实施例中，由于增加了旁路二极管D1、D2和开关管电路Q3、Q4，在逆变器工作时，Q1和Q6上的开关损耗可以转移到了Q3和Q4支路，降低了功率管Q1和Q6的损耗。
如图9所示，为本发明实施例中的供电设备的一个具体组成示意图。该供电设备1，包括提供直流输出的直流供电装置10，将所述直流输出转换为交流输出的逆变器12，以及所述交流输出驱动的负载14。根据供电设备的具体应用的不同，上述的直流供电装置和负载可以有不同的选择，如，直流供电装置为提供直流电源的蓄电池等等，此处不做一一赘述。上述的逆变器可为前述逆变器实施例中的任意一种，此处不对逆变器的组成再行赘述。
通过上述描述可知，本发明实施例中的逆变器电路结构结合控制单元的控制，使得在不同电压状态下逆变器的混合五电平结构在三电平和五电平之间进行转换。由于五电平逆变器的损耗低于三电平逆变器，这种切换可以进一步降低功率管的开关损耗。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：直流电源，升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在直流电源两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端输出交流电，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6；
其中，所述直流电源的两极与D3、Q5、Q6和D4依次串联；
Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D1的负极和D4的正极；
在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5的负极，D5的正极接地；
在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6的负极，D6的正极接地。
2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括控制单元，用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得
当电压较高而升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成三电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q2提前开通、提前关断；
当电压较低而升压电路工作时，直流电源的输入电压一路输入到Q5，另一路经过升压电路升压后输入到Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成五电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q6提前开通、提前关断。
3.如权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，Q3、Q4为金氧半场效晶体管，Q1、Q2、Q5、Q6、Q7、Q8为绝缘栅双极型晶体管。
4.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：
功率继电器RL1，RL1并联在旁路二极管D1上；
功率继电器RL2，RL2并联在旁路二极管D2上；
所述控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过D3输入到Q5，经过Q6输入到D4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
5.如权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：
功率继电器RL3，RL3并联在所述二极管D3上；
功率继电器RL4，RL4并联在所述二极管D4上；
所述控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过RL3输入到Q5，经过Q6输出到RL4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
6.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：直流电源，升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在直流电源两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端输出交流电，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6；
其中，所述直流电源的两极与D3、Q5、Q6和D4依次串联；
Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D3的正极和D4的负极或并联在D1的负极和D4的负极；
在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5的负极，D5的正极接地；
在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6的负极，D6的正极接地。
7.如权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括控制单元，用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得
当电压较高而升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成三电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q2提前开通、提前关断；
当电压较低而升压电路工作时，直流电源的输入电压一路输入到Q5，另一路经过升压电路升压后输入到Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成五电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q6提前开通、提前关断。
8.如权利要求6或7所述的逆变器，其特征在于，Q3、Q4为金氧半场效晶体管，Q1、Q2、Q5、Q6、Q7、Q8为绝缘栅双极型晶体管。
9.如权利要求7所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：
功率继电器RL1，RL1并联在旁路二极管D1上；
功率继电器RL2，RL2并联在旁路二极管D2上；
所述控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过D3输入到Q5，经过Q6输入到D4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
10.如权利要求9所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：
功率继电器RL3，RL3并联在所述二极管D3上；
功率继电器RL4，RL4并联在所述二极管D4上；
所述控制单元还用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得当电压较高升压电路不工作时，直流电源的输入电压经过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2；当电压较低升压电路工作时，直流电源的输入电压一路经过RL3输入到Q5，经过Q6输出到RL4，另一路经过升压电路升压后通过RL1输入到Q1，经过Q2输入到RL2。
11.一种供电设备，包括提供直流输出的直流供电装置，将所述直流输出转换为交流输出的逆变器，以及所述交流输出驱动的负载，其特征在于，
所述逆变器包括：升压电路，混合五电平拓扑结构，所述升压电路并联在所述直流供电装置的直流输出的两极，所述混合五电平拓扑结构并联在所述升压电路的两个输出端，所述混合五电平拓扑结构的输出端连接所述负载，所述升压电路包括对称分布两个旁路二极管D1和D2，所述混合五电平拓扑结构包括开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和二极管D3、D4、D5、D6；
其中，所述直流输出的两极与D3、Q5、Q6和D4依次串联；
Q1、Q5、Q6和Q2依次串联后组成第一桥臂并联在所述升压电路的两个输出端，Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后并联在D1的负极和D4的正极；
在Q3与Q7之间的连接点上连接二极管D5的负极，D5的正极接地；
在Q4与Q8之间的连接点上连接二极管D6的负极，D6的正极接地。
12.如权利要求11所述的供电设备，其特征在于，所述Q3、Q7、Q8、Q4依次串联后不是并联在D1的负极和D4的正极，而是并联在D3的正极和D4的负极或并联在D1的负极和D4的负极。
13.如权利要求11或12所述的供电设备，其特征在于，所述逆变器还包括控制单元，用于控制所述开关管电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的开关，使得
当电压较高而升压电路不工作时，所述直流输出的电压经过Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成三电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q2提前开通、提前关断；
当电压较低而升压电路工作时，所述直流输出的电压一路输入到Q5，另一路经过升压电路升压后输入到Q1，D5与Q7串联构成续流支路，Q3与Q7串联，所述逆变器电路构成五电平拓扑结构；并且控制Q3比Q1提前开通、提前关断，Q4比Q6提前开通、提前关断。
14.如权利要求13所述的供电设备，其特征在于，Q3、Q4为金氧半场效晶体管，Q1、Q2、Q5、Q6、Q7、Q8为绝缘栅双极型晶体管。
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