CN116707332B - 一种逆变器及其多电平产生方法 - Google Patents

一种逆变器及其多电平产生方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种逆变器及其多电平产生方法，该逆变器包括：参考点选择电路，所述参考点选择电路具有第一选择端、第二选择端及公共端，所述公共端与所述接地端连接；电平产生电路，具有与所述电压输入端及所述第一选择端互连的第一输入/输出端，以及与所述第二选择端连接的第二输入/输出端；所述电平产生电路用于根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应电平的电压；输出选择电路，其两个输入端与所述电平产生电路的第一输入/输出端和第二输入/输出端一一对应连接，所述输出选择电路的输出端与所述电平输出端连接。

Description

一种逆变器及其多电平产生方法
技术领域
本申请涉及过流保护技术领域，特别涉及一种逆变器及其多电平产生方法。
背景技术
逆变器是一种将直流电转换为定频定压或调频调压交流电的转换器，随着逆变器技术的不断发展，多电平逆变器的应用日渐广泛，多电平逆变器根据正弦波的幅值大小采用阶梯波形去逼近正弦波，电平数的增加意味着改善了逆变器的输出电压波形和减小了输出波形的畸变，仅使用较低的开关频率就可以实现以高开关频率工作的两电平逆变器的功能，还降低了功率器件的损耗，提高了逆变器的效率。
发明内容
本申请的主要目的是提出一种逆变器及其多电平产生方法，其能够产生多电平输出。
本申请提供了一种逆变器，包括：
电压输入端，用于接入电源；
接地端；
电平输出端；
参考点选择电路，所述参考点选择电路具有第一选择端、第二选择端及公共端，所述公共端与所述接地端连接，所述参考点选择电路用于选择连通所述公共端与所述第一选择端或者第二选择端之间的通路；
电平产生电路，具有与所述电压输入端及所述第一选择端互连的第一输入/输出端，以及与所述第二选择端连接的第二输入/输出端；所述电平产生电路用于在所述公共端与所述第一选择端连通时，以所述电平产生电路的第一输入/输出端作为参考点，并根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应负极性电平的电压；
在所述公共端与所述第二选择端连通时，以所述电平产生电路的第二输入/输出端作为参考点，并根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应正极性电平的电压；
输出选择电路，其两个输入端与所述电平产生电路的第一输入/输出端和第二输入/输出端一一对应连接，所述输出选择电路的输出端与所述电平输出端连接，输出选择电路用于选择连通所述输出选择电路的输出端与输出选择电路的第一输入端或者第二输入端之间的通路。
在一种可能的实现方式中，所述电平产生电路包括：
至少一个第一变级储能元件及至少一个第二变级储能元件，所述第一变级储能元件的第一端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接，第二变级储能元件的第二端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接；
第一并联电控开关，所述第一并联电控开关的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接，所述第一并联电控开关的第二端与所述第一变级储能元件的第二端连接；
第二并联电控开关，所述第二并联电控开关的第一端与所述第二变级储能元件的第一端连接，所述第二并联电控开关的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
串联可通断元件，所述串联可通断元件的第一端与所述第一变级储能元件的第二端连接，所述串联可通断元件的第二端与所述第二变级储能元件的第一端连接。
在一种可能的实现方式中，所述参考点选择电路包括：
第一参考点选择电控开关，所述第一参考点选择电控开关第一端与所述接地端连接，所述第一参考点选择电控开关的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
第二参考点选择电控开关，所述第二参考点选择电控开关的第二端与所述接地端连接，所述第二参考点选择电控开关的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接。
在一种可能的实现方式中，所述输出选择电路包括：
第一输出选择电控开关，所述第一输出选择电控开关的第一端与所述电平输出端连接，所述第一输出选择电控开关的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
第二输出选择电控开关，所述第二输出选择电控开关的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接，所述第二输出选择电控开关的第二端与所述电平输出端连接。
在一种可能的实现方式中，所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；
在所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式下，所述参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，所述输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端；
在所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端，电平产生电路以电平产生电路的第二输入/输出端为参考点产生相应的电压；
在所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端；
在所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端，电平产生电路以电平产生电路的第一输入/输出端为参考点产生相应的电压。
在一种可能的实现方式中，还包括控制电路，所述控制电路分别与所述参考点选择电路、所述电平产生电路及所述输出选择电路连接；
所述控制电路用于控制所述参考点选择电路、所述电平产生电路及所述输出选择电路工作，以实现所述逆变器的多电平输出。
在一种可能的实现方式中，所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；
所述控制电路具体用于在所述电平输出端输出的电压处于正半周时，获取周期为T的调制波，以及多个同相层叠的载波；
根据调制波和各个载波进行PWM调制，控制逆变器在正半周各个时点输出相应的正极性电平的电压；
所述控制电路在负半周时，根据逆变器在正半周各个时点输出的正极性电平的电压，控制逆变器在负半周各个时点对应输出负极性电平的电压。
在一种可能的实现方式中，所述控制电路还用于获取逆变器输出电压的有效值和设定的输出电压目标有效值，计算输出电压目标有效值和逆变器输出电压的有效值的误差作为有效值PI控制器的输入，将有效值PI控制器的输出的值与周期为T的单位正弦波相乘以获取所述调制波。
在一种可能的实现方式中，还包括变压斩波电路，所述电平产生电路的第一输入/输出端是经变压斩波电路与所述电压输入端连接，所述变压斩波电路用于将直流输入转换成电压可调的斩波输入。
在一种可能的实现方式中，还包括控制电路，所述控制电路用于获取三角波、逆变器输出电压的最高值和设定的输出电压目标最高值，并将计算获得的输出电压目标最高值和逆变器输出电压的最高值的误差作为最高值PI控制器的输入；以及，
在所述最高值PI控制器的输出的值大于所述三角波的值时，控制变压斩波电路工作于充电状态；
在所述最高值PI控制器的输出的值小于或等于所述三角波的值时，控制变压斩波电路工作于放电模态。
在一种可能的实现方式中，所述变压斩波电路包括：
第一电感，所述第一电感的第一端与所述电压输入端连接；
斩波电控开关，所述斩波电控开关的第一端与所述接地端连接，所述斩波电控开关的第二端与所述第一电感的第二端连接；
斩波电容，所述斩波电容的第一端和所述第一电感的第二端互联；
第二电感，所述第二电感的第一端与所述斩波电容的第二端连接，所述第二电感的第二端与所述接地端连接；
斩波可通断元件，所述斩波可通断元件的第一端与所述第二电感的第一端连接，所述斩波可通断元件的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接，所述斩波可通断元件用于在所述斩波电控开关截止时导通放电，在所述斩波电控开关导通时截止防止电流倒灌。
在一种可能的实现方式中，所述斩波可通断元件具体是二极管，所述斩波可通断元件的阳极与第二电感的第一端连接，所述斩波可通断元件的阴极与电平产生电路的第一输入/输出端连接，所述斩波电控开关具体是MOS管。
在一种可能的实现方式中，所述斩波电控开关以d为占空比通断，d如下式计算获得：
；
式中，Vmax为输出电压目标最高值，nmax为变级储能元件串联的最大值，Vd为变压斩波电路获取的输入电源电压值。
另一方面，本申请还提供一种一种逆变器的多电平产生方法，所述逆变器为如上所述的逆变器，所述逆变器包括参考点选择电路、电平产生电路和输出选择电路；
所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；所述多电平产生方法包括以下步骤：
在所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式下，控制所述参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，控制所述输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端；
在所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端，控制电平产生电路以电平产生电路的第二输入/输出端为参考点产生相应的电压；
在所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端；
在所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端，控制电平产生电路以电平产生电路的第一输入/输出端为参考点产生相应的电压。
本申请通过参考点选择电路切换电平产生电路的参考点，输出选择电路改变电平产生电路的输出端，从而逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式，具有正极性电平输出、无输出和负极性电平三种输出方式，实现了多电平输出，电平数的增加意味着改善了逆变器的输出电压波形和减小了输出波形的畸变，仅使用较低的开关频率即可实现逆变功能，降低了功率器件的损耗，提高了逆变器的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请的一种逆变器的一实施例的电路图；
图2为图1的逆变器的电控开关S0、S2、S3、S4、S6导通且S1、S5关断的等效电路图；
图3为图1的逆变器的电控开关S2、S3、S4、S6导通且S0、S1、S5关断的等效电路图；
图4为图1的逆变器的电控开关S0、S2、S3、S4、S5导通且S1、S6关断的等效电路图；
图5为图1的逆变器的电控开关S2、S3、S4、S5导通且S0、S1、S6关断的等效电路图；
图6为图1的逆变器的电控开关S0、S2、S5导通且S1、S3、S4、S6关断的等效电路图；
图7为图1的逆变器的电控开关S2、S5导通且S0、S1、S3、S4、S6关断的等效电路图；
图8为图1的逆变器的电控开关S0、S1、S3、S4、S5导通且S2、S6关断的等效电路图；
图9为图1的逆变器的电控开关S1、S3、S4、S5导通且S0、S2、S6关断的等效电路图；
图10为图1的逆变器的电控开关S0、S1、S3、S4、S6导通且S2、S5关断的等效电路图；
图11为图1的逆变器的电控开关S1、S3、S4、S6导通且S0、S2、S5关断的等效电路图；
图12为图1的逆变器的电控开关S0、S1、S6导通且S2、S3、S4、S5关断的等效电路图；
图13为图1的逆变器的电控开关S1、S6导通且S0、S2、S3、S4、S5关断的等效电路图；
图14为本申请的一种逆变器的调制电平、控制电平和输出电平的波形图；
图15为本申请的控制电路的模拟电路图。
附图说明：
S0、斩波电控开关；S1、第一参考点选择电控开关；S2、第二参考点选择电控开关；S3、第一并联电控开关；S4、第二并联电控开关；S5、第一输出选择电控开关；S6、第二输出选择电控开关；L1、第一电感；L2、第二电感；C0、斩波电容；C1、第一变级储能元件；C2、第二变级储能元件；D1、斩波可通断元件；D2、串联可通断元件。
具体实施方式
本申请说明书和权利要求书及附图说明中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请提出一种逆变器，其将直流输入转换成交流输出，以使得直流输出的电平能供应交流负载使用。
参照图1，在本申请一实施例中，该逆变器包括：
电压输入端，用于接入电源；
接地端；
电平输出端；
参考点选择电路，所述参考点选择电路具有第一选择端、第二选择端及公共端，所述公共端与所述接地端连接，所述参考点选择电路用于选择连通所述公共端与所述第一选择端或者第二选择端之间的通路；
电平产生电路，具有与所述电压输入端及所述第一选择端互连的第一输入/输出端，以及与所述第二选择端连接的第二输入/输出端；所述电平产生电路用于在所述公共端与所述第一选择端连通时，以所述电平产生电路的第一输入/输出端作为参考点，并根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应负极性电平的电压；
在所述公共端与所述第二选择端连通时，以所述电平产生电路的第二输入/输出端作为参考点，并根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应正极性电平的电压；
输出选择电路，其两个输入端与所述电平产生电路的第一输入/输出端和第二输入/输出端一一对应连接，所述输出选择电路的输出端与所述电平输出端连接，输出选择电路用于选择连通所述输出选择电路的输出端与输出选择电路的第一输入端或者第二输入端之间的通路。
本实施例中，电压输入端接入供转换的直流电源，以为电平产生电路提供用于转换的直流电源。
请参照图2-13，参考点选择电路用于控制电平产生电路以第一输入/输出端还是第二输入/输出端作为产生的电平的参考点，具体而言，参考点选择电路通过使第一选择端与公共端连通，以使第一选择端接地，进而使与第一选择端连接的电平产生电路的第一输入/输出端接地，以使电平产生电路以第一输入/输出端作为参考点；或使第二选择端与公共端连接，以使第二选择端接地，进而使与第二选择端连接的电平产生电路的第二输入/输出端接地，以使电平产生电路以第二输入/输出端作为参考点，其中，地即“零”参考点，交流***中，“零”参考点即称为交流地，也称为零线，直流***中，“零”参考点即称为直流地，直流地通常与直流电源的负极连接。
电平产生电路以第一输入/输出端为参考点时，在第二输入/输出端产生接入的直流电源整数倍的负极性电平，由于电平数的增加意味着改善了逆变器的输出电压波形和减小了输出波形的畸变，因此电平产生电路能产生更多电平的电压则意味着使用更低的开关频率就可以实现以高开关频率工作的两电平逆变器的功能，降低了功率器件的损耗，提高了逆变器的效率，例如，产生接入的直流电源一倍或两倍的负极性电平，电平产生电路以第二输入/输出端为参考点时，在第一输入/输出端产生接入的直流电源整数倍的正极性电平，例如，产生接入的直流电源一倍或两倍的正极性电平。
输出选择电路用于切换逆变器工作在输出模式或无输出模式，具体而言，输出选择电路选择性使电平输出端与电平产生电路的第一输入/输出端或第二输入/输出端连通，当电平产生电路以第一输入/输出端为参考点时，电平产生电路的第一输入/输出端的电平即为参考点的电平，输出选择电路使电平输出端与电平产生电路的第一输入/输出端连通则电平输出端的电平即为第一输入/输出端的电平，也就是参考点的电平，由于电平输出端的电平与参考点的电平之间不具有电平差，因此逆变器此时无输出，工作在无输出模式，输出选择电路使电平输出端与电平产生电路的第二输入/输出端连通则电平输出端的电平即为电平产生电路的第二输入/输出端的电平，也就是电平产生电路以第一输入/输出端为参考点，在第二输入/输出端产生的低于第一输入/输出端的电平，由于电流方向总是由第一输入/输出端指向第二输入/输出端，即第二输入/输出端到第一输入/输出端的电势差为负，即第二输入/输出端到第一输入/输出端的电压为负，此时电平输出端的电平低于参考点的电平，且电平输出端与参考点的电平差即为电平产生电路两端产生的电平差，即电平产生电路产生的电压，此时逆变器输出电平产生电路产生的负极性的电平，例如，电平产生电路产生输入电源一倍的负极性电平，则逆变器的电平输出端与参考点的电平差即为输入电源的电压绝对值，电平产生电路产生输入电源两倍的负极性电平，则逆变器的电平输出端与参考点的电平差即为输入电源的电压绝对值的两倍，从而逆变器负半周时，具有负极性输出和无输出两种工作模式。
同理，当电平产生电路以第二输入/输出端为参考点时，电平产生电路的第二输入/输出端的电平即为参考点的电平，输出选择电路使电平输出端与电平产生电路的第二输入/输出端连通则电平输出端的电平即为第二输入/输出端的电平，也就是参考点的电平，由于电平输出端的电平与参考点的电平之间不具有电平差，因此逆变器此时无输出，输出选择电路使电平输出端与电平产生电路的第一输入/输出端连通则电平输出端的电平即为电平产生电路的第一输入/输出端的电平，也就是电平产生电路以第二输入/输出端为参考点，在第一输入/输出端产生的高于第二输入/输出端的电平，由于电流方向总是由第一输入/输出端指向第二输入/输出端，即第一输入/输出端到第二输入/输出端的电势差为正，即第一输入/输出端到第二输入/输出端的电压为正，此时电平输出端的电平高于参考点的电平，且电平输出端与参考点的电平差即为电平产生电路两端产生的电平差，即电平产生电路产生的电压，此时逆变器输出电平产生电路产生的正极性的电平，例如，电平产生电路产生输入电源一倍的正极性电平，则逆变器的电平输出端与参考点的电平差即为输入电源的电压，电平产生电路产生输入电源两倍的正极性电平，则逆变器的电平输出端与参考点的电平差即为输入电源的电压的两倍，从而逆变器正半周时，具有正极性输出和无输出两种工作模式。
可以看出，电平产生电路产生输入电源一倍或两倍的正负电平情况下，逆变器在正半周具有参考电平输出、一倍输入电源的正电平输出和两倍输入电源的正电平输出，逆变器在负半周具有参考电平输出、一倍输入电源的负电平输出和两倍输入电源的负电平输出，即，逆变器以供具有参考电平输出、一倍输入电源的正电平输出、两倍输入电源的正电平输出一倍输入电源的负电平输出和两倍输入电源的负电平输出五种电平输出方式，实现了五电平输出的逆变器。
本申请通过参考点选择电路切换电平产生电路的参考点，输出选择电路改变电平产生电路的输出端，从而逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式，具有正极性电平输出、无输出和负极性电平三种输出方式，实现了多电平输出，电平数的增加意味着改善了逆变器的输出电压波形和减小了输出波形的畸变，仅使用较低的开关频率即可实现逆变功能，降低了功率器件的损耗，提高了逆变器的效率。
在一个可选实施例中，所述电平产生电路包括：
至少一个第一变级储能元件C1及至少一个第二变级储能元件C2，所述第一变级储能元件C1的第一端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接，第二变级储能元件C2的第二端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接；
第一并联电控开关S4，所述第一并联电控开关S4的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接，所述第一并联电控开关S4的第一端与所述第一变级储能元件C1的第二端连接；
第二并联电控开关S3，所述第二并联电控开关S3的第一端与所述第二变级储能元件C2的第一端连接，所述第二并联电控开关S3的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
串联可通断元件D2，所述串联可通断元件D2的第一端与所述第一变级储能元件C1的第二端连接，所述串联可通断元件D2的第二端与所述第二变级储能元件C2的第一端连接。
本实施例中，第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2为能够充放电的储能器件，例如电容，第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2通过电平输入端获取电源，输入电源的电压在电容的两端施加电场，施加的电压在电容的两端积蓄电荷，直到电容的压差与输入电源的压差一致，从而第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2在自身两端产生与输入电源一致的电压差，产生压差后通过并联产生输入电源一倍的正极性或负极性电平，或通过串联产生输入电源两倍的正极性或负极性电平。
具体而言，所述第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S3为受控制信号导通/截止的电器元件，例如三极管，请参照图2-5和图8-11，当所述第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S3均导通时，第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2并联输出，电平产生电路的电流方向由第一输入/输出端开始分为并联的两路，第一路依次经第一并联电控开关S4和第一变级储能元件C1至第二输入/输出端，第二路依次经第二并联电控开关S3和第二变级储能元件C2至第二输入/输出端，由于第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2并联输出，因此第一输入/输出端和第二输入/输出端之间的电压即为第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2积蓄的电压，即输入电源一倍的电压。
串联通断元件为具有通断功能的元件，例如二极管和三极管，请参照图6-7和图12-13，当所述第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S3均断开，且串联可通断元件D2导通时，所述第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2串联输出，电平产生电路的电流方向由第一输入/输出端开始依次经第一变级储能元件C1、串联可通断元件D2和第二变级储能元件C2至第二输入/输出端，此时第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2串联输出，第一输入/输出端和第二输入/输出端之间的电压为第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2的电压和总和，即输入电源两倍的电压。
从而逆变器通过改变第一并联电控开关S4、第二并联电控开关S3和串联可通断元件的通断状态，实现切换第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2之间的串并联状态，以在第一输入/输出端和第二输入/输出端之间产生输入电源一倍或两倍的电压。
在一个可选实施例中，所述参考点选择电路包括：
第一参考点选择电控开关S1，所述第一参考点选择电控开关S1第一端与所述接地端连接，所述第一参考点选择电控开关S1的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
第二参考点选择电控开关S2，所述第二参考点选择电控开关S2的第二端与所述接地端连接，所述第二参考点选择电控开关S2的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接。
由于电平产生电路的储能元件通过在第一输入/输出端连接电源，通过电源的电场在第一输入/输出端和第二输入/输出端之间产生和电源一样的电压压差，而电源输入的电流是由第一输入/输出端到第二输入/输出端，因此无论是并联还是串联，第一输入/输出端的电平均高于第二输入/输出端的电平，若以第一输入/输出端为参考点，则无论选择第一输入/输出端还是第二输入/输出端作为输出，都无法输出高于第一输入/输出端的电平，即无法输出正极性的电平，若以第二输入/输出端为参考点，则无论选择第一输入/输出端还是第二输入/输出端作为输出，都无法输出低于第二输入/输出端的电平，即无法输出负极性的电平，基于此，请参照图2-7，第一参考点选择电控开关S1导通时，电平产生电路的第一输入/输出端经所述第一参考点选择电控开关S1接地，以控制电平产生电路的第一输入/输出端作为参考点，则输出选择电路可以选择电平产生电路的第二输入/输出端作为输出以输出负极性的电平，请参照图8-13，第二参考点选择电控开关S2导通时，电平产生电路的第二输入/输出端经第二参考点选择电控开关S2接地，则输出选择电路可以选择电平产生电路的第一输入/输出端作为输出以输出正极性的电平。
在一个可选实施例中，所述输出选择电路包括：
第一输出选择电控开关S5，所述第一输出选择电控开关S5的第一端与所述电平输出端连接，所述第一输出选择电控开关S5的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
第二输出选择电控开关S6，所述第二输出选择电控开关S6的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接，所述第二输出选择电控开关S6的第二端与所述电平输出端连接。
所述第一输出选择电控开关S5导通时，所述电平产生电路的第一输入/输出端与所述电平输出端连通，从而所述电平产生电路的第一输入/输出端的电平作为输出电平，所述第二输出选择电控开关S6导通时，所述电平产生电路的第二输入/输出端与所述电平输出端连通，从而所述电平产生电路的第二输入/输出端的电平作为输出电平。
输出选择电路通过控制第一输出选择电控开关S5和第二输出选择电控开关S6的通断实现选择连通所述输出选择电路的输出端与输出选择电路的第一输入端或者第二输入端之间的通路，以控制逆变器输出。
在一个可选实施例中，所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；
在所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式下，所述参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，所述输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端；
在所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端，电平产生电路以电平产生电路的第二输入/输出端为参考点产生相应的电压；
在所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端；
在所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端，电平产生电路以电平产生电路的第一输入/输出端为参考点产生相应的电压。
请参照图2-3，当所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式，由于参考点选择电路选择电平产生电路的第二输入/输出端接地，电平产生电路以第二输入/输出端作为参考点，输出选择电路同样选择第二输入/输出端与电平输出端连通，即电平输出端直接接地连接参考点，因此电平输出端输出电平即为地的参考电平，由于此时电平输出端的电平和作为参考点的地的电平一致，两者之间无电平差，此时逆变器无输出。
请参照图4-7，当所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，参考点选择电路选择电平产生电路的第二输入/输出端接地，电平产生电路以第二输入/输出端作为参考点，在第一输入/输出端产生相应的电压，输出选择电路选择第一输入/输出端与电平输出端连通，即参考点和电平输出端分别连接电平产生电路的两端，电平输出端输出的电平即为第一输入/输出端的电平，而电平产生电路在以第二输入/输出端作为参考点时，在第一输入/输出端产生正极性的电平，此时电平输出端和参考点之间的电压差即为电平产生电路在两端产生的电压差，因此电平输出端输出电平产生电路产生的正极性的电压。
请参照图8-9，当所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式，参考点选择电路选择电平产生电路的第一输入/输出端接地，电平产生电路以第一输入/输出端作为参考点，输出选择电路同样选择第一输入/输出端与电平输出端连通，即电平输出端直接接地连接参考点，因此电平输出端输出电平即为地的参考电平，由于此时电平输出端的电平和作为参考点的地的电平一致，两者之间无电平差，即无电压，此时逆变器无输出。
请参照图10-13，当所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，参考点选择电路选择电平产生电路的第一输入/输出端接地，电平产生电路以第一输入/输出端作为参考点，在第二输入/输出端产生相应的电压，输出选择电路选择第二输入/输出端与电平输出端连通，即参考点和电平输出端分别连接电平产生电路的两端，电平输出端输出的电平即为第二输入/输出端的电平，而电平产生电路在以第一输入/输出端作为参考点时，在第二输入/输出端产生负极性的电平，此时电平输出端和参考点之间的电压差即为电平产生电路在两端产生的电压差，因此电平输出端输出电平产生电路产生的负极性的电压。
在一个可选实施例中，还包括控制电路，所述控制电路分别与所述参考点选择电路、所述电平产生电路及所述输出选择电路连接；
所述控制电路用于控制所述参考点选择电路、所述电平产生电路及所述输出选择电路工作，以实现所述逆变器的多电平输出。
控制电路控制参考点选择电路的第一参考点选择电控开关S1导通以控制使电平产生电路以第一输入/输出端为参考点以控制逆变器工作在负半周，或控制参考点选择电路的第一参考点选择电控开关S1导通以控制电平产生电路以第二输入/输出端作为参考点，控制逆变器工作在正半周。
具体而言，控制电路控制电平产生电路的第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S4截止，且控制串联可通断元件D2导通，电平产生电路的电流方向由第一输入/输出端开始依次经第一变级储能元件C1、串联可通断元件D2和第二变级储能元件C2至第二输入/输出端，电平产生电路的电压即第一变级储能元件C1、串联可通断元件D2和第二变级储能元件C2两端电压之和，由于串联可通断元件D2两端电压较小，可以忽略不计，因此电平产生电路的电压即第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2两端电压之和，由于第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2的电压均由输入电源的电场产生，理想情况下，第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2两端电压均和输入电源的电压一致，因此，第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2两端电压之和为输入电源的两倍电压，即第一储能元件和第二储能元件串联产生输入电源的两倍电压；
或控制电平产生电路的第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S4导通，且控制串联可通断元件D2截止，电平产生电路的电流方向由第一输入/输出端开始分为并联的两路，第一路依次经第一并联电控开关S4和第一变级储能元件C1至第二输入/输出端，第二路依次经第二并联电控开关S3和第二变级储能元件C2至第二输入/输出端，此时第一变级储能元件C1和第二变级储能元件C2并联设置，且二者电压相同，均为输入电源的电压，电平产生电路的两个输入/输出端之间的电压即为输入电源同等的电压，即第一储能元件和第二储能元件并联产生输入电源相等的电压。
在逆变器工作的正半周，请参照图2-3，控制电路控制输出选择电路的第二输出选择电控开关S6导通，以使电平输出端和电平产生电路的第二输入/输出端连通，由于正半周时，电平产生电路以第二输入/输出端为参考点，电平产生电路的第二输入/输出端的电平即为参考点的电平，由于电平输出端的电平与参考点的电平之间不具有电平差，因此逆变器此时无输出。
请参照图4-7，控制输出选择电路的第一输出选择电控开关S5导通，以使电平输出端和电平产生电路的第一输入/输出端连通，电平输出端的电平即为电平产生电路的第一输入/输出端的电平，也就是电平产生电路以第二输入/输出端为参考点，在第一输入/输出端产生的高于第二输入/输出端的电平，此时电平输出端的电平低于参考点的电平，且电平输出端与参考点的电平差即为电平产生电路两端产生的电平差，即电平产生电路产生的电压，此时逆变器输出电平产生电路产生的正极性的电平。
在逆变器工作的负半周，请参照图8-9，控制电路控制输出选择电路的第一输出选择电控开关S5导通，以使电平输出端和电平产生电路的第一输入/输出端连通，由于负半周时，电平产生电路以第一输入/输出端为参考点，电平产生电路的第一输入/输出端的电平即为参考点的电平，由于电平输出端的电平与参考点的电平之间不具有电平差，因此逆变器此时无输出。
请参照图10-13，控制输出选择电路的第二输出选择电控开关S6导通，以使电平输出端和电平产生电路的第二输入/输出端连通，电平输出端的电平即为电平产生电路的第二输入/输出端的电平，也就是电平产生电路以第一输入/输出端为参考点，在第二输入/输出端产生的低于第一输入/输出端的电平，此时电平输出端的电平低于参考点的电平，且电平输出端与参考点的电平差即为电平产生电路两端产生的电平差，即电平产生电路产生的电压，此时逆变器输出电平产生电路产生的负极性的电平。
请参照图14-15，在一个可选实施例中，所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；
所述控制电路具体用于在所述电平输出端输出的电压处于正半周时，获取周期为T的调制波，以及多个同相层叠的载波；
根据调制波和各个载波进行PWM调制，控制逆变器在正半周各个时点输出相应的正极性电平的电压；
所述控制电路在负半周时，根据逆变器在正半周各个时点输出的正极性电平的电压，控制逆变器在负半周各个时点对应输出负极性电平的电压。
具体而言，逆变器获取调制波us，以及同相层叠的第一载波uc1和第二载波uc2。
若调制波us小于第一载波uc1则控制第一输出选择电控开关S5关断，第二输出选择电控开关S6导通，逆变器无输出。
调制波us大于第一载波uc1且不大于第二载波uc2则控制第一输出选择电控开关S5导通，第二输出选择电控开关S6关断，第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S3导通，串联可通断元件D2关断，逆变器输出输入电源同等大小的正极性电平。
调制波us大于第二载波uc2则控制第一输出选择电控开关S5导通，第二输出选择电控开关S6关断，第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S3关断，串联可通断元件D2导通，逆变器输出输入电源两倍大小的正极性电平。
由于逆变器输出正半周与负半周对称的正弦波，因此，在负半周时，仅需根据逆变器在正半周各个时点输出的正极性电平的电压，控制逆变器在负半周各个时点对应输出负极性电平的电压即可，例如逆变器当前无输出则逆变器T/2后也无输出，逆变器当前输出输入电源同等大小的正极性电平，则逆变器T/2后输出输入电源同等大小的负极性电平，逆变器当前输出输入电源两倍大小的正极性电平，则逆变器T/2后输出输入电源两倍大小的负极性电平。
具体而言，调制波us与第一载波uc1进行比较，us大于uc1输出1，否则输出0，得到第一电平序列；第一电平序列通过非门取反得到第二电平序列；调制波us与三角0值进行比较，us小于0输出1，否则输出0，得到第三电平序列；第三电平序列减去第二电平序列，得到第四电平序列，第四电平序列延迟T/2并与第一电平序列相加，得到第一输出选择电控开关S5的控制电平序列；把第一输出选择电控开关S5的控制电平序列延迟T/2，得到第二输出选择电控开关S6的控制电平序列。
调制波us与第二载波uc2进行比较，us大于uc2输出1，否则输出0，得到第五电平序列；第五电平序列延迟T/2，再与第五电平序列相加，得到第一并联电控开关S4和第二并联电控开关S3的控制电平序列。
在一个可选实施例中，所述控制电路还用于根据调制波控制逆变器工作在正半周或负半周。
若调制波us大于0，则控制第一参考点选择电控开关S1关断，第二参考点选择电控开关S2导通，逆变器工作在正半周。
若调制波us不大于0，则控制第一参考点选择电控开关S1导通，第二参考点选择电控开关S2关断，逆变器工作在负半周。
由于逆变器输出信号是为了模拟正弦波，因此逆变器的输出和模拟的正弦波信号同属于周期信号，且二者周期相同，在模拟的正弦波正半周时，逆变器也工作在正半周，输出正极性电平，在模拟的正弦波负半周时，逆变器也工作在负半周，输出负极性的电平。
基于此，可以采用与逆变器模拟的正弦波信号周期一致的调制波对逆变器的工作周期进行判断控制，当调制波大于0时，则调制波为正半周，此时逆变器需要工作在正半周以模拟正弦波信号的正半周，当调制波小于0时，则调制波为负半周，此时逆变器需要工作在负半周以模拟正弦波信号的负半周。
在一个可选实施例中，所述控制电路还用于获取逆变器输出电压的有效值和设定的输出电压目标有效值，计算输出电压目标有效值和逆变器输出电压的有效值的误差作为有效值PI控制器的输入，将有效值PI控制器的输出的值与周期为T的单位正弦波相乘以获取所述调制波。
逆变器通过调制波和同相层叠的载波进行PWM调制，即调制波大于第一载波时，逆变器输出输入电源的一倍电压，调制波大于第二载波时，逆变器输出输入电源的二倍电压，显然，在第一载波和第二载波幅值不变的情况下，调制波的幅值越大，其一周期中大于第一载波和大于第二载波的比例也就越大，则逆变器输出的等效电压也随之增大。
因此，在PWM调制时，逆变器输出的等效电压值在第一载波和第二载波幅值不变的情况下，直接由调制波的幅值确定，因此，本实施例中直接采用PI控制器对调制波的幅值进行调节，PI控制器即误差、积分反馈控制，通过对逆变器输出进行反馈控制调节调制波的幅值，P即输出电压有效值和逆变器输出电压的输出电压目标有效值的误差，I即误差的积分。
当逆变器输出过高，则误差为负，误差的积分逐渐下降， 调制波的幅值下降，逆变器输出的有效值随之下降。
反之，当逆变器输出过低，则误差为正，误差的积分逐渐上升，调制波的幅值上升，逆变器输出的幅值随之上升。
在一个可选实施例中，还包括变压斩波电路，所述电平产生电路的第一输入/输出端是经变压斩波电路与所述电压输入端连接，所述变压斩波电路用于将直流输入转换成电压可调的斩波输入。
变压斩波电路根据输入电源的直流输入的电源，产生电压可调的斩波输出，以改变电平产生电路获取的电源电压，由于电平产生电路在输入/输出端和第二输入/输出端之间产生获取的电源一倍或两倍的电压，即电平产生电路产生变压斩波电路的斩波输出的有效值的一倍或者两倍的电压，因此，改变变压斩波电路输出的斩波电压的有效值，即可实现改变逆变器的输出的最高电压。
在一个可选实施例中，还包括控制电路，所述控制电路用于获取三角波、逆变器输出电压的最高值和设定的输出电压目标最高值，并将计算获得的输出电压目标最高值和逆变器输出电压的最高值的误差作为最高值PI控制器的输入；以及，
在所述最高值PI控制器的输出的值大于所述三角波的值时，控制变压斩波电路工作于充电状态；
在所述最高值PI控制器的输出的值小于或等于所述三角波的值时，控制变压斩波电路工作于放电模态。
变压斩波电路通过调节自身处于充电状态和放电状态的占空比，以调节输出的斩波电平的有效值，变压斩波电路处于充电的时间越短，处于放电的时间越长，则输出的电压有效值越高，而电平产生电路产生的是变压斩波电路输出的有效值一倍或两倍的电压，即逆变器输出的最高电压为变压斩波电路输出电压有效值的两倍，因此，通过调节变压斩波电路输出的电压有效值即可实现对逆变器输出的最高电压进行调节。
具体而言，是采用PI控制器对变压斩波电路的占空比进行反馈调节，PI控制器即误差、积分反馈控制，通过对逆变器输出进行反馈控制调节变压斩波电路的占空比，P即输出电压目标最高值和逆变器输出电压的最高值的误差，I即输出电压目标最高值和逆变器输出电压的最高值的误差的积分。
当逆变器输出过高，则误差为负，误差的积分逐渐下降， PI控制器的输出逐渐下降，变压斩波电路的占空比随之下降， 逆变器输出随之下降直到匹配输出电压目标最高值。
反之，当逆变器输出过低，则误差为正，误差的积分逐渐上升，PI控制器的输出逐渐上升，变压斩波电路的占空比随之上升， 逆变器输出随之上升直到匹配输出电压目标最高值。
请参照图1，在一个可选实施例中，所述变压斩波电路包括：
第一电感L1，所述第一电感L1的第一端与所述电压输入端连接；
斩波电控开关S0，所述斩波电控开关S0的第一端与所述接地端连接，所述斩波电控开关S0的第二端与所述第一电感L1的第二端连接；
斩波电容C0，所述斩波电容C0的第一端和所述第一电感L1的第二端互联；
第二电感L2，所述第二电感L2的第一端与所述斩波电容C0的第二端连接，所述第二电感L2的第二端与所述接地端连接；
斩波可通断元件D1，所述斩波可通断元件D1的第一端与所述第二电感L2的第一端连接，所述斩波可通断元件D1的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接，所述斩波可通断元件D1用于在所述斩波电控开关S0截止时导通放电，在所述斩波电控开关S0导通时截止防止电流倒灌。
请参照图2、4、6、8、10和12，当所述斩波电控开关S0导通时，电压输入端的输入电源为第一电感L1充电，斩波电容C0储存的电能为第二电感L2充电，变压斩波电路处于充电模态。
请参照图3、5、7、9、11和13，当所述斩波电控开关S0关断时，电压输入端的输入电源和第一电感L1为斩波电容C0充电，同时为电压产生电路供电，第二电感L2为电压产生电路供电，变压斩波电路处于放电模态。
在一个可选实施例中，所述斩波可通断元件D1具体是二极管，所述斩波可通断元件D1的阳极与第二电感L2的第一端连接，所述斩波可通断元件D1的阴极与电平产生电路的第一输入/输出端连接，所述斩波电控开关S0具体是MOS管。
在一个可选实施例中，所述斩波电控开关以d为占空比通断，d如下式计算获得：
；
式中，Vmax为输出电压目标最高值，nmax为变级储能元件串联的最大值，Vd为变压斩波电路获取的输入电源电压值。
当占空比d＞0.5时，变压斩波电路是升压电路；当d＜0.5时，变压斩波电路是降压电路。
本申请的一种逆变器，共有十二种工作模式。
具体而言，参照图2-13，图2为逆变器的电控开关S0、S2、S3、S4、S6导通且S1、S5关断的等效电路图，此时变压斩波电路充电，参考点选择电路选择第二输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第二输入/输出端进行输出，输出电压；
图3为逆变器的电控开关S2、S3、S4、S6导通且S0、S1、S5关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路放电，参考点选择电路选择第二输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第二输入/输出端进行输出，输出电压；
图4为逆变器的电控开关S0、S2、S3、S4、S5导通且S1、S6关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路充电，参考点选择电路选择第二输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第一输入/输出端进行输出，输出电压，式中，Vc为变压斩波电路输出的等效电压；
图5为逆变器的电控开关S2、S3、S4、S5导通且S0、S1、S6关断的等效电路图，此时变压斩波电路放电，参考点选择电路选择第二输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第一输入/输出端进行输出，输出电压；
图6为逆变器的电控开关S0、S2、S5导通且S1、S3、S4、S6关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路充电，参考点选择电路选择第二输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件串联，产生变压斩波电路输出的两倍电压，输出选择电路选择第一输入/输出端进行输出，输出电压；
图7为逆变器的电控开关S2、S5导通且S0、S1、S3、S4、S6关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路放电，参考点选择电路选择第二输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件串联，产生变压斩波电路输出的两倍电压，输出选择电路选择第一输入/输出端进行输出，输出电压；
图8为逆变器的电控开关S0、S1、S3、S4、S5导通且S2、S6关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路充电，参考点选择电路选择第一输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第一输入/输出端进行输出，输出电压；
图9为逆变器的电控开关S1、S3、S4、S5导通且S0、S2、S6关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路放电，参考点选择电路选择第一输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第一输入/输出端进行输出，输出电压；
图10为逆变器的电控开关S0、S1、S3、S4、S6导通且S2、S5关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路充电，参考点选择电路选择第一输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第二输入/输出端进行输出，输出电压；
图11为逆变器的电控开关S1、S3、S4、S6导通且S0、S2、S5关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路放电，参考点选择电路选择第一输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件并联，产生变压斩波电路输出的一倍电压，输出选择电路选择第二输入/输出端进行输出，输出电压；
图12为逆变器的电控开关S0、S1、S6导通且S2、S3、S4、S5关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路充电，参考点选择电路选择第一输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件串联，产生变压斩波电路输出的两倍电压，输出选择电路选择第二输入/输出端进行输出，输出电压；
图13为逆变器的电控开关S1、S6导通且S0、S2、S3、S4、S5关断的等效电路图，该工作模式下，此时变压斩波电路放电，参考点选择电路选择第一输入/输出端作为电平产生电路的参考点，电平产生电路的第一变级储能元件和第二变级储能元件串联，产生变压斩波电路输出的两倍电压，输出选择电路选择第二输入/输出端进行输出，输出电压。
本申请还提供一种逆变器的多电平产生方法，所述逆变器为如上所述的逆变器，所述逆变器包括参考点选择电路、电平产生电路和输出选择电路；
所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；所述多电平产生方法包括以下步骤：
在所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式下，控制所述参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，控制所述输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端；
在所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端，控制电平产生电路以电平产生电路的第二输入/输出端为参考点产生相应的电压；
在所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端；
在所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端，控制电平产生电路以电平产生电路的第一输入/输出端为参考点产生相应的电压。
请参照图2-3，当所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式，由于参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，以选择电平产生电路的第二输入/输出端接地，电平产生电路以第二输入/输出端作为参考点，输出选择电路同样选择第二输入/输出端与电平输出端连通，即电平输出端直接接地连接参考点，因此电平输出端输出电平即为地的参考电平，由于此时电平输出端的电平和作为参考点的地的电平一致，两者之间无电平差，此时逆变器无输出。
请参照图4-7，当所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，参考点选择电路选择电平产生电路的第二输入/输出端接地，电平产生电路以第二输入/输出端作为参考点，在第一输入/输出端产生相应的电压，输出选择电路选择第一输入/输出端与电平输出端连通，即参考点和电平输出端分别连接电平产生电路的两端，电平输出端输出的电平即为第一输入/输出端的电平，而电平产生电路在以第二输入/输出端作为参考点时，在第一输入/输出端产生正极性的电平，此时电平输出端和参考点之间的电压差即为电平产生电路在两端产生的电压差，因此电平输出端输出电平产生电路产生的正极性的电压。
请参照图8-9，当所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，以选择电平产生电路的第一输入/输出端接地，电平产生电路以第一输入/输出端作为参考点，输出选择电路同样选择第一输入/输出端与电平输出端连通，即电平输出端直接接地连接参考点，因此电平输出端输出电平即为地的参考电平，由于此时电平输出端的电平和作为参考点的地的电平一致，两者之间无电平差，即无电压，此时逆变器无输出。
请参照图10-13，当所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，参考点选择电路选择电平产生电路的第一输入/输出端接地，电平产生电路以第一输入/输出端作为参考点，在第二输入/输出端产生相应的电压，输出选择电路选择第二输入/输出端与电平输出端连通，即参考点和电平输出端分别连接电平产生电路的两端，电平输出端输出的电平即为第二输入/输出端的电平，而电平产生电路在以第一输入/输出端作为参考点时，在第二输入/输出端产生负极性的电平，此时电平输出端和参考点之间的电压差即为电平产生电路在两端产生的电压差，因此电平输出端输出电平产生电路产生的负极性的电压。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种逆变器，其特征在于，包括：
电压输入端，用于接入电源；
接地端；
电平输出端；
参考点选择电路，所述参考点选择电路具有第一选择端、第二选择端及公共端，所述公共端与所述接地端连接，所述参考点选择电路用于选择连通所述公共端与所述第一选择端或者第二选择端之间的通路；
其中，所述参考点选择电路包括：
第一参考点选择电控开关，所述第一参考点选择电控开关第一端与所述接地端连接，所述第一参考点选择电控开关的第二端与电平产生电路的第一输入/输出端连接；
第二参考点选择电控开关，所述第二参考点选择电控开关的第二端与所述接地端连接，所述第二参考点选择电控开关的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接；
电平产生电路，具有与所述电压输入端及所述第一选择端互连的第一输入/输出端，以及与所述第二选择端连接的第二输入/输出端；所述电平产生电路用于在所述公共端与所述第一选择端连通时，以所述电平产生电路的第一输入/输出端作为参考点，并根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应负极性电平的电压；
其中，所述电平产生电路包括：
至少一个第一变级储能元件及至少一个第二变级储能元件，所述第一变级储能元件的第一端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接，第二变级储能元件的第二端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接；
第一并联电控开关，所述第一并联电控开关的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接，所述第一并联电控开关的第二端与所述第一变级储能元件的第二端连接；
第二并联电控开关，所述第二并联电控开关的第一端与所述第二变级储能元件的第一端连接，所述第二并联电控开关的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
串联可通断元件，所述串联可通断元件的第一端与所述第一变级储能元件的第二端连接，所述串联可通断元件的第二端与所述第二变级储能元件的第一端连接；
在所述公共端与所述第二选择端连通时，以所述电平产生电路的第二输入/输出端作为参考点，并根据所述电压输入端接入的所述电源产生相应正极性电平的电压；
输出选择电路，其两个输入端与所述电平产生电路的第一输入/输出端和第二输入/输出端一一对应连接，所述输出选择电路的输出端与所述电平输出端连接，输出选择电路用于选择连通所述输出选择电路的输出端与输出选择电路的第一输入端或者第二输入端之间的通路；
其中，所述输出选择电路包括：
第一输出选择电控开关，所述第一输出选择电控开关的第一端与所述电平输出端连接，所述第一输出选择电控开关的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接；
第二输出选择电控开关，所述第二输出选择电控开关的第一端与所述电平产生电路的第二输入/输出端连接，所述第二输出选择电控开关的第二端与所述电平输出端连接。
2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；
在所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式下，所述参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，所述输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端；
在所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端，电平产生电路以电平产生电路的第二输入/输出端为参考点产生相应的电压；
在所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端；
在所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端，电平产生电路以电平产生电路的第一输入/输出端为参考点产生相应的电压。
3.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电路分别与所述参考点选择电路、所述电平产生电路及所述输出选择电路连接；
所述控制电路用于控制所述参考点选择电路、所述电平产生电路及所述输出选择电路工作，以实现所述逆变器的多电平输出。
4.如权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；
所述控制电路具体用于在所述电平输出端输出的电压处于正半周时，获取周期为T的调制波，以及多个同相层叠的载波；
根据调制波和各个载波进行PWM调制，控制逆变器在正半周各个时点输出相应的正极性电平的电压；
所述控制电路在负半周时，根据逆变器在正半周各个时点输出的正极性电平的电压，控制逆变器在负半周各个时点对应输出负极性电平的电压。
5.如权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述控制电路还用于获取逆变器输出电压的有效值和设定的输出电压目标有效值，计算输出电压目标有效值和逆变器输出电压的有效值的误差作为有效值PI控制器的输入，将有效值PI控制器的输出的值与周期为T的单位正弦波相乘以获取所述调制波。
6.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，还包括变压斩波电路，所述电平产生电路的第一输入/输出端是经变压斩波电路与所述电压输入端连接，所述变压斩波电路用于将直流输入转换成电压可调的斩波输入。
7.如权利要求6所述的逆变器，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电路用于获取三角波、逆变器输出电压的最高值和设定的输出电压目标最高值，并将计算获得的输出电压目标最高值和逆变器输出电压的最高值的误差作为最高值PI控制器的输入；以及，
在所述最高值PI控制器的输出的值大于所述三角波的值时，控制变压斩波电路工作于充电状态；
在所述最高值PI控制器的输出的值小于或等于所述三角波的值时，控制变压斩波电路工作于放电模态。
8.如权利要求7所述的逆变器，其特征在于，所述变压斩波电路包括：
第一电感，所述第一电感的第一端与所述电压输入端连接；
斩波电控开关，所述斩波电控开关的第一端与所述接地端连接，所述斩波电控开关的第二端与所述第一电感的第二端连接；
斩波电容，所述斩波电容的第一端和所述第一电感的第二端互联；
第二电感，所述第二电感的第一端与所述斩波电容的第二端连接，所述第二电感的第二端与所述接地端连接；
斩波可通断元件，所述斩波可通断元件的第一端与所述第二电感的第一端连接，所述斩波可通断元件的第二端与所述电平产生电路的第一输入/输出端连接，所述斩波可通断元件用于在所述斩波电控开关截止时导通放电，在所述斩波电控开关导通时截止防止电流倒灌。
9.如权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述斩波可通断元件具体是二极管，所述斩波可通断元件的阳极与第二电感的第一端连接，所述斩波可通断元件的阴极与电平产生电路的第一输入/输出端连接，所述斩波电控开关具体是MOS管。
10.如权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述斩波电控开关以d为占空比通断，d如下式计算获得：
；
式中，Vmax为输出电压目标最高值，nmax为变级储能元件串联的最大值，Vd为变压斩波电路获取的输入电源电压值。
11.一种逆变器的多电平产生方法，其特征在于，所述逆变器为如权利要求1至10任意一项所述的逆变器，所述逆变器包括参考点选择电路、电平产生电路和输出选择电路；
所述逆变器具有正半周无输出工作模式、正半周输出工作模式、负半周无输出工作模式及负半周输出工作模式；所述多电平产生方法包括以下步骤：
在所述逆变器工作于所述正半周无输出工作模式下，控制所述参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，控制所述输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端；
在所述逆变器工作于所述正半周输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第二选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端，控制电平产生电路以电平产生电路的第二输入/输出端为参考点产生相应的电压；
在所述逆变器工作于所述负半周无输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第一输入端；
在所述逆变器工作于所述负半周输出工作模式下，控制参考点选择电路连通所述公共端与所述第一选择端，控制输出选择电路连通所述输出选择电路的输出端与所述输出选择电路的第二输入端，控制电平产生电路以电平产生电路的第一输入/输出端为参考点产生相应的电压。
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