[发明专利]一种模块化多电平高压电磁发射电路

权利要求书

1.一种模块化多电平高压电磁发射电路，其特征在于，该电路包括：

发电机，产生380V、50Hz的三相交流电；

通过三相整流桥以及隔离型DC/DC变换器，得到约500V的稳定直流电压，作为发射桥路的输入侧直流母线电压；

发射桥路，采用MMC拓扑结构，采用驱动电路为发射桥路提供驱动信号，发射桥路为大地负载提供多电平稳定电压或电流；其中，发射桥路包括a相p桥臂、a相n桥臂、b相p桥臂以及b相n桥臂，每个桥臂均包括多个SM子模块串联而成，a相p桥臂和a相n桥臂两个桥臂的连接点作为交流输出端A，b相p桥臂以及b相n桥臂两个桥臂的连接点作为交流输出端B，交流输出端A以及交流输出端B两点作为发射桥路的输出端，输出电压为U_AB，经导线连接大地负载。

2.按照权利要求1所述的电路，其特征在于，所述SM子模块包括IGBT开关器件S1、IGBT开关器件S2、续流二极管D1、续流二极管D2和一个电容C，IGBT开关器件S1与续流二极管D1并联，IGBT开关器件S2与续流二极管D2并联，两者相串联后再与电容C并联，IGBT开关器件S2与IGBT开关器件S1的连接点M，IGBT开关器件S2另一端点为连接点P，连接点M、连接点P作为半桥子模块的外接端口。

3.按照权利要求2所述的电路，其特征在于，IGBT开关器件S1以及IGBT开关器件S2通过驱动电路驱动。

4.按照权利要求2所述的电路，其特征在于，两相投入的SM子模块数均为N，满足：N_ap+N_an＝N_bp+N_bn＝N，N_ap和N_an为a相p桥臂、a相n桥臂SM子模块数，N_bp和N_bn为b相p桥臂、b相n桥臂SM子模块数；

Ud为输入侧直流电压，每相投入的N个SM子模电容块串联分压，电容电压U_C为

5.按照权利要求1所述的电路，其特征在于，发射电路进行多电平输出输出电压U_AB的范围为[-U_d，U_d]，Ud为输入侧直流电压，共有N-1个电平，在一个周期T内按照顺序输出各电平，分别为U_d，N为两相投入的SM子模块数，其实现步骤为：

在时间段内，a相p桥臂投入0个SM子模块，a相n桥臂投入N个SM子模块，b相p桥臂投入N个SM子模块，b相n桥臂投入0个SM子模块，A点电位为0，B点电位为NU_C，发射电压为

U_AB＝U_A-U_B＝-NU_C＝-U_d

在时间段内，a相p桥臂投入1个SM子模块，a相n桥臂投入N-1个SM子模块，b相p桥臂投入N-1个SM子模块，b相n桥臂投入1个SM子模块，A点电位为U_C，B点电位为(N-1)U_C，输出电压为

在时间段内，a相p桥臂投入2个SM子模块，a相n桥臂投入N-2个SM子模块，b相p桥臂投入N-2个SM子模块，b相n桥臂投入2个SM子模块，A点电位为2U_C，B点电位为(N-2)U_C，输出电压为

在时间段内，a相p桥臂投入N-2个SM子模块，a相n桥臂投入2个SM子模块，b相p桥臂投入2个SM子模块，b相n桥臂投入N-2个SM子模块，A点电位为U_C，B点电位为(N-1)U_C，输出电压为

在时间段内，a相p桥臂投入N-1个SM子模块，a相n桥臂投入1个SM子模块，b相p桥臂投入1个SM子模块，b相n桥臂投入N-1个SM子模块，A点电位为U_C，B点电位为(N-1)U_C，输出电压为

在时间段内，a相p桥臂投入N个SM子模块，a相n桥臂投入0个SM子模块，b相p桥臂投入0个SM子模块，b相n桥臂投入N个SM子模块，A点电位为NU_c，B点电位为0，输出电压为

U_AB＝U_A-U_B＝NU_C＝U_d

在时间段内，每个时间段内，保证每相两桥臂投入子模块总数均为N，调节两相p桥臂、n桥臂各自SM投入子模块数，输出电压U_AB实现到的分段输出。