[发明专利]多电平逆变器拓扑结构

权利要求书

1.一种多电平逆变器拓扑结构，其特征在于，包括：

串联连接在接收直流输入电压的第一和第二输入端之间的上臂和下臂；

串联连接在第一和第二输入端之间的第一和第二控制开关；

其中：

在桥臂的上臂和下臂间互连处的第一中间节点与第一和第二控制开关间互连处的第二中间节点之间输出交流电；

所述桥臂在具有第一频率的控制信号的驱动下产生多电平输出电压；以及

所述第一和第二控制开关在具有第二频率的控制信号的驱动下切换所述多电平输出电压的电压参考基准；

其中所述第二频率低于所述第一频率；

在所述交流电的每个周期的第一个半周期，由所述第一和第二控制开关将所述桥臂产生的所述多电平输出电压切换到以第二输入端的第一电位作为电压参考基准，藉此由一系列的所述多电平输出电压合成按正弦波规律变化的第一个半周期的波形；以及

在所述交流电的每个周期的第二个半周期，由所述第一和第二控制开关将所述桥臂产生的所述多电平输出电压切换到以第一输入端的第二电位作为电压参考基准，藉此由一系列的所述多电平输出电压合成按正弦波规律变化的第二个半周期的波形；

第二电位大于第一电位；

所述交流电的任意一个完整周期包括所述的第一个和第二个半周期；

所述第一个半周期的波形相对于第一电位呈现为正向脉动变化，所述第二个半周期的波形相对于第二电位呈现为负向脉动变化；以及

所述交流电的任意一个完整周期包括视为正的半个周期的所述第一个半周期和视为负的半个周期的所述第二个半周期。

2.根据权利要求1所述的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于：

所述桥臂包括串联连接在接收直流输入电压的第一和第二输入端之间的视为上臂的第一组开关和视为下臂的第二组开关；以及

所述第一组开关中任意相邻的一对开关间的互连节点与所述第二组开关中相对应的一对相邻开关间的互连节点之间设置有一个或者多个电容。

3.根据权利要求1所述的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于：

所述桥臂包括串联连接在接收直流输入电压的第一和第二输入端之间的视为上臂的第一组开关和视为下臂的第一组二极管；以及

所述第一组开关中任意相邻的一对开关间的互连节点与所述第一组二极管中相对应的一对相邻二极管间的互连节点之间设置有一个或者多个电容。

4.根据权利要求1所述的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于：

所述桥臂包括串联连接在接收直流输入电压的第一和第二输入端之间的视为上臂的第二组二极管和视为下臂的第二组开关；以及

所述第二组二极管中任意相邻的一对二极管间的互连节点与所述第二组开关中相对应的一对相邻开关间的互连节点之间设置有一个或者多个电容。

5.根据权利要求1所述的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于：

在交流电正弦波的第一个半周期的期间，第一控制开关被关断而第二控制开关被接通则所述第二中间节点切换至连接到所述桥臂接收直流输入电压的第二输入端；以及

在交流电正弦波的第二个半周期的期间，第一控制开关被接通而第二控制开关被关断则所述第二中间节点切换至连接到所述桥臂接收直流输入电压的第一输入端。

6.根据权利要求1所述的多电平逆变器拓扑结构，其特征在于：

所述桥臂产生的多电平输出电压的电压参考基准设置为以所述交流电的正弦波的半个周期为电位跳变的跳变时间节点，在每一个正弦波的完整周期的第一个和第二个半周期中的每一个结束时刻该电压参考基准的电位跳变一次；

并且电压参考基准的跳变幅度等于所述桥臂的直流输入电压的电压值。