[发明专利]基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器及其控制方法

权利要求书

1.基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器，其特征在于，包括连接于正负极直流母线之间的三相单元，每个相单元由上桥臂和下桥臂组成，每个桥臂包括N个半桥模块和1个带直流电源的全桥模块，所述N个半桥模块和1个带直流电源的全桥模块串联连接，N为正整数。

2.根据权利要求1所述的基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器，其特征在于，所述带直流电源的全桥模块由四个带有反并联二极管的绝缘栅双极晶体管和一个直流电源组成，每两个绝缘栅双极晶体管顺序串联形成串联结构，每个串联结构的两端分别与直流电源的两端连接；每个串联结构中，两个绝缘栅双极晶体管的连接点为全桥模块的其中一个输出端。

3.根据权利要求1所述的基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器，其特征在于，所述半桥模块由两个带有反并联二极管的绝缘栅双极晶体管和一个电容组成，所述两个带有反并联二极管的绝缘栅双极晶体管顺序串联后与电容并联，所述两个带有反并联二极管的绝缘栅双极晶体管的串联点为所述半桥模块的一个输出端，所述电容的任意一端为所述半桥模块的另一个输出端。

4.权利要求1～3任一项所述基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1通过最近电平逼近方法控制半桥模块投入数，各桥臂的半桥模块都通过排序算法导通，使所有半桥模块的电容电压维持平衡；

所述半桥模块投入数的计算方法如下：

在每个时刻，每相下桥臂需投入的半桥模块数的实时表达式为：

ndown=N2+round(UiUC)]]>

在每个时刻，每相上桥臂需投入的半桥模块数的实时表达式为：

nup=N2-ndown=N2-round(UiUC)]]>

其中，U_C为所有半桥模块的电容电压维持均衡时每个半桥模块的电容电压；U_i为相电压调制波；round()表示取最接近的整数；

S2通过控制全桥模块的投入与切除，使电平数从N+1增加到3N+1；

上桥臂的全桥模块的投入状态为：

SHB=MOD(32N+round(3Ui2/N),3),i=a,b,c]]>

其中，U_i为相电压调制波，MOD()表示取余运算；

下桥臂的全桥模块的投入状态为：

SHB′=MOD(3-SHB,3).]]>