[发明专利]一种带辅助二极管模块化多电平变换器

权利要求书

1.一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：它包括三相星形连接的阀体和三个分别连接在三相所述阀体上的有源能量反馈电路；每相所述阀体均包括2M个半桥逆变单元和2M-1个辅助二极管，N＝2M-1，M为自然数；在第一个至第2M-1个串联的所述半桥逆变单元的直流侧电容上分别连接一个所述辅助二极管，并串联最后第2M个所述半桥逆变单元，构成所述阀体；从第一个至第M个所述半桥逆变单元构成所述阀体的上半部分阀体，输出负极性电压；第M+1个至第2M个所述半桥逆变单元构成所述阀体的下半部分阀体，输出正极性电压；

每个所述半桥逆变单元均包括两个功率开关管和一个直流电容；所述两个功率开关管串联后构成逆变桥臂，所述逆变桥臂与所述直流电容并联，且所述逆变桥臂的中点作为交流输出端连接上一个相邻所述半桥逆变单元的直流电容阴极，其中，位于所述阀体顶层的半桥逆变单元的交流输出端通过电感连接电网；所述直流电容阴极连接下一个相邻所述半桥逆变单元的逆变桥臂中点；在每个带所述辅助二极管的所述半桥逆变单元中，所述辅助二极管的阴极分别连接该半桥逆变单元的直流电容的阳极、以及上一个相邻半桥逆变单元中辅助二极管的阳极，该辅助二极管的阳极连接下一个相邻半桥逆变单元中辅助二极管的阴极；

位于所述阀体最底层的第2M个所述半桥逆变单元构成三相阀体连接的公共单元。

2.如权利要求1所述的一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：所述三相阀体的第2M个半桥逆变单元的直流电容C_j共用直流母线。

3.如权利要求1所述的一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：每个所述功率开关管均采用绝缘栅双极性晶闸管、门极关断晶闸管或集成门极换向晶闸管。

4.如权利要求2所述的一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：每个所述功率开关管均采用绝缘栅双极性晶闸管、门极关断晶闸管或集成门极换向晶闸管。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：每个所述有源能量反馈电路均包括一个逆变器、一个隔离变压器和一组由四个二极管构成的整流桥；所述阀体顶层半桥逆变单元输出的直流电压经所述逆变器转变为交流电压，输入所述隔离变压器进行隔离，经所述隔离变压器二次侧输入所述整流桥，所述整流桥直流输出端连接由所述阀体底层半桥逆变单元构成的公共单元。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：每个所述有源能量反馈电路均由隔离变压器、隔直电容和由四个二极管构成的整流桥组成；所述隔离变压器初级的一端连接所述阀体顶层半桥逆变单元的逆变桥臂中点，所述隔离变压器初级的另一端连接所述隔直电容一端，所述隔直电容的另一端连接所述阀体顶层半桥逆变单元的直流母线负极；所述隔离变压器二次侧连接所述整流桥的交流输入端，所述整流桥的直流正极输出端连接所述阀体底层半桥逆变单元直流母线的正极，而所述整流桥的直流负极输出连接所述阀体底层半桥逆变单元直流母线的负极。

7.如权利要求6所述的一种带辅助二极管模块化多电平变换器，其特征在于：所述隔离变压器变比为1:2。