[发明专利]一种基于开关电容及二极管钳位的多电平逆变电路、系统

权利要求书

1.一种基于开关电容及二极管钳位的多电平逆变电路，其特征在于，包括直流电源、由依次相连的第一分压电容C₁及第二分压电容C₂组成的分压电容支路、首尾依次连接的第一二极管D₁及第二二极管D₂、开关电容模块、由若干个全控开关管构成的半桥逆变模块及第一输出端u_o+；所述分压电容支路、半桥逆变模块均并联在直流电源的两端；

所述开关电容模块包括：双向开关管S₅、第一开关电容C₃及第二开关电容C₄，所述双向开关管S₅的一端、第一开关电容C₃的一端及第二开关电容C₄的一端连接于h点，双向开关管S₅的另一端作为开关电容模块的a端与连接点a1相连，第一开关电容C₃的另一端作为开关电容模块的b端与第一二极管D₁的阴极端连接于半桥逆变模块的第一开断点c，第二开关电容C₄的另一端作为开关电容模块的d端与第二二极管D₂的阳极端连接于半桥逆变模块的第二开断点e，所述双向开关管S₅由两个反向串联的IGBT或MOSFET构成；

所述半桥逆变模块包括：第一全控开关S₁、第二全控开关S₂、第三全控开关S₃及第四全控开关S₄，第一全控开关S₁、第二全控开关S₂、第三全控开关S₃及第四全控开关S₄构成第一半桥逆变模块，并联于直流电源的两端，第一全控开关S₁的第一端与第三全控开关S₃的第二端连接于半桥逆变模块的第一开断点c，第三全控开关S₃的第一端与第四全控开关S₄的第二端连接于半桥逆变模块的第三开断点f，第四全控开关S₄的第一端与第二全控开关S₂的第二端连接于半桥逆变模块的第二开断点e；

所述开关电容模块的a端、第一二极管D₁与第二二极管D₂的连接点a1、第一分压电容C₁与第二分压电容C₂的连接点a2依次连接，第一分压电容C₁与第二分压电容C₂的连接点a2为中性点，开关电容模块的b端与第一二极管D₁的阴极端连接于半桥逆变模块的第一开断点c，开关电容模块的d端与第二二极管D₂的阳极端连接于半桥逆变模块的第二开断点e，半桥逆变模块的第三开断点f连接多电平逆变电路的第一输出端u_o+。

2.根据权利要求1所述的基于开关电容及二极管钳位的多电平逆变电路，其特征在于，连接点a2接地。

3.根据权利要求2所述的基于开关电容及二极管钳位的多电平逆变电路，其特征在于，第三全控开关S₃和第四全控开关S₄互补导通，同一时刻，第一全控开关S₁、第二全控开关S₂和双向开关管S₅中有且仅有一个导通，多电平逆变电路能输出0、+E、-E、+2E或-2E五种电平状态中的任意一种，其中E表示电动势量级，直流电源电压为4E。

4.根据权利要求1所述的基于开关电容及二极管钳位的多电平逆变电路，其特征在于，多电平逆变电路还包括第二输出端u_o-；所述半桥逆变模块还包括：第五全控开关S₆及第六全控开关S₇，第五全控开关S₆及第六全控开关S₇构成第二半桥逆变模块，并联于直流电源的两端，第五全控开关S₆的第一端与第六全控开关S₇的第二端连接于半桥逆变模块的第四开断点g，半桥逆变模块的第四开断点g连接多电平逆变电路的第二输出端u_o-。