[实用新型]一种模块化多电平变换器

摘要

本实用新型公开了一种模块化多电平变换器，其包括输入电源、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、负载电阻和电路结构完全相同的、工作模态可控的第一子模块电路、第二子模块电路、第三子模块电路、第四子模块电路、第五子模块电路、第六子模块电路、第七子模块电路、第八子模块电路，通过控制八个子模块电路的工作模态可输出正弦近似度高的电压波形，在有效提高了电压利用率的同时还增加了输出电平数，可降低总谐波畸变率（THD），从而有效提高了系统性能。

主权项

一种模块化多电平变换器，其特征在于，包括输入电源、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、负载电阻和电路结构完全相同的、工作模态可控的第一子模块电路、第二子模块电路、第三子模块电路、第四子模块电路、第五子模块电路、第六子模块电路、第七子模块电路、第八子模块电路；所述输入电源的正极连接第一子模块电路的第一端和第五子模块电路的第一端，所述输入电源的负极连接第四子模块电路的第二端和第八子模块电路的第二端；所述第一子模块电路的第二端连接第二子模块电路的第一端；所述第二子模块电路的第二端通过第一电感连接第二电感的一端和负载电阻的一端；所述第二电感的另一端连接第三子模块电路的第一端；所述第三子模块电路的第二端连接第四子模块电路的第一端；所述第五子模块电路的第二端连接第六子模块电路的第一端；所述第六子模块电路的第二端通过第三电感连接第四电感的一端和负载电阻的另一端；所述第四电感的另一端连接第七子模块电路的第一端；所述第七子模块电路的第二端连接第八子模块电路的第一端；所述第一子模块电路包括用于充放电的储能单元；用于根据接收到的控制指令使所述第一子模块电路的工作模态处于电容充电模态、电容放电模态、电容旁路模态、电流阻断模态和电流过零续流模态其中一种的桥式电路单元；所述第一子模块电路还包括输入输出单元；所述储能单元和输入输出单元均连接桥式电路单元；所述储能单元包括第一电容，所述第一电容与所述桥式电路单元并联；所述桥式电路单元包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第一功率二极管和第二功率二极管；所述第一功率开关管的发射极连接第一电容的一端和第二功率开关管的集电极，所述第一功率开关管的集电极连接第三开关管的集电极、第一功率二极管的负极和输入输出单元；所述第二功率开关管的发射极连接第四功率开关管的集电极、第二功率二极管的负极和输入输出单元；所述第三功率开关管的发射极连接第一电容的另一端、第一功率二极管的正极和第四功率开关管的发射极；所述第四功率开关管的发射极还连接第二功率二极管的正极；当处于电容充电模态时，控制第一功率开关管和第二功率二极管导通、且第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管和第一功率二极管截止；当处于电容放电模态时，控制第二功率开关管和第三功率开关管导通、且第一功率开关管、第四功率开关管、第一功率二极管和第二功率二极管截止；当处于电流阻断模态时，控制第二功率开关管、第四功率开关管和第二功率二极管导通、且第一功率开关管、第三功率开关管和第一功率二极管截止；当处于电容旁路模态时，控制第一功率开关管和第二功率开关管导通、且第三功率开关管、第四功率开关管、第一功率二极管和第二功率二极管截止；或者，控制第三功率开关管和第二功率二极管导通、且第一功率开关管、第二功率开关管、第四功率开关管和第一功率二极管截止；当处于电流过零续流模态时，控制第四功率开关管和第一功率二极管导通、且第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第二功率二极管截止。