[发明专利]一种多电平逆变器以及多电平逆变器的控制方法

权利要求书

1.一种多电平逆变器，其特征在于，应用于单母线系统，所述多电平逆变器包括：换流桥臂、逆变电路和控制器；

所述逆变电路的正输入端口连接所述多电平逆变器的正输入端口，所述逆变电路的负输入端口连接所述多电平逆变器的负输入端口，所述逆变电路的输出端连接所述多电平逆变器的正输出端口；

所述换流桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，所述上半桥臂的第一端连接所述多电平逆变器的正输入端口，所述上半桥臂的第二端通过桥臂中点连接所述下半桥臂的第一端，所述下半桥臂的第二端连接所述多电平逆变器的负输入端口，所述桥臂中点连接所述多电平逆变器的负输出端口；

所述控制器，用于在所述逆变电路的正输出周期内控制所述上半桥臂断开，下半桥臂导通；在所述逆变电路的负输出周期内控制所述上半桥臂导通，下半桥臂断开。

2.根据权利要求1所述的多电平逆变器，其特征在于，所述上半桥臂包括开关管M1，所述下半桥臂包括开关管M2，所述M1和M2分别与一个二极管反并联；

所述控制器在所述逆变电路的正输出周期内控制所述M1断开，且控制所述M2闭合；在所述逆变电路的负输出周期内，控制所述M1闭合，且控制所述M2断开。

3.根据权利要求1所述的多电平逆变器，其特征在于，所述多电平逆变器为五电平逆变器，所述逆变电路包括第一电容、第二电容和开关管Q1-Q4，每个所述开关管分别于一个二极管反并联；

所述第一电容的第一端和所述Q1的第一端连接所述多电平逆变器的正输入端口，所述第一电容的第二端通过第一节点连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端和所述Q2的第二端连接所述多电平逆变器的负输入端口，所述第一节点连接所述Q4的第一端，所述Q4的第二端连接所述Q3的第二端，所述Q3的第一端连接所述逆变电路的输出端；

所述Q1的第二端连接所述逆变电路的输出端和所述Q2的第一端。

4.根据权利要求3所述的多电平逆变器，其特征在于，所述控制器用于在每个所述正输出周期内：

先在第一预设时间内控制所述Q1关断，控制所述Q3导通，并控制所述Q2和Q4交替导通；再在第二预设时间内控制所述Q1和Q3交替导通，控制所述Q2关断并控制所述Q4导通；然后在每个所述正输出周期的剩余时间内控制所述Q1关断，控制所述Q3导通，并控制所述Q2和Q4交替导通；

所述控制器还用于在每个所述负输出周期内：

先在第一预设时间内控制所述Q2关断，控制所述Q4导通，并控制所述Q1和Q3交替导通；再在第二预设时间内控制所述Q2和Q4交替导通，控制所述Q1关断并控制所述Q3导通；然后在每个所述负输出周期的剩余时间内控制所述Q2关断，控制所述Q4导通，并控制所述Q1和Q3交替导通；

所述第一预设时间等于所述正输出周期的剩余时间和所述负输出周期的剩余时间。

5.根据权利要求1所述的多电平逆变器，其特征在于，所述逆变电路包括第一支路、第二支路和N条第三支路，所述N为大于或等于2的正整数；

所述第一支路包括开关管Q5，所述Q5的第一端连接所述逆变电路的正输入端口，所述Q5的第二端连接所述逆变电路的输出端；

所述第二支路包括开关管Q6，所述Q6的第一端连接所述逆变电路的输出端，所述Q6的第二端连接所述逆变电路的负输入端口；

每条所述第三支路包括开关管Q7和Q8，所述Q7的第一端连接所述第三支路的第一端，所述Q7的第二端连接所述Q8的第二端，所述Q8的第一端连接所述第三支路的第二端；

第一条所述第三支路的第一端通过第一电容连接所述第一支路的第一端，第M条第三支路的第一端通过第M电容连接第(M-1)条第三支路的第一端，第N条第三支路的第一端通过第(N+1)电容连接所述第二支路的第二端，所述M＝2，3，…，N；

所述N条第三支路第二端连接所述逆变电路的负输出端口；

所述逆变电路包括的各开关管分别与一个二极管反并联。