[发明专利]一种自平衡的模块化多电平换流器

权利要求书

1.一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，包括至少一个相单元，所述相单元包括第一自平衡模块和第二自平衡模块；

所述第一自平衡模块的一端作为第一直流端，所述第二自平衡模块的一端作为第二直流端，所述第一自平衡模块的另一端、第二自平衡模块的另一端均用于连接交流端；

所述第一自平衡模块包括n个自平衡三电平模块、2n-2个电压平衡模块和一个电感器，n≥2，

其中，n个自平衡三电平模块依次电连接，第一个自平衡三电平模块的第一端作为第一直流端，最后一个自平衡三电平模块的第二端与电感器的一端电连接，电感器的另一端用于连接交流端；每两个相邻的自平衡三电平模块的第三端之间连接有一个电压平衡模块；每两个相邻的自平衡三电平模块的第四端之间连接有一个电压平衡模块；

所述第二自平衡模块包括n个自平衡三电平模块、2n-2个电压平衡模块和一个电感器，

其中，n个自平衡三电平模块依次电连接，第一个自平衡三电平模块的第一端与电感器的一端电连接，电感器的另一端用于连接交流端，最后一个自平衡三电平模块的第二端作为第二直流端；每两个相邻的自平衡三电平模块的第三端之间连接有一个电压平衡模块；每两个相邻的自平衡三电平模块的第四端之间连接有一个电压平衡模块；

所述自平衡三电平模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第一电容和第二电容；

所述第一电容的正极端作为自平衡三电平模块的第一端，所述第一电容的负极端作为自平衡三电平模块的第四端，所述第二电容的正极端作为自平衡三电平模块的第三端，所述第二电容的负极端作为自平衡三电平模块的第二端；

所述第一电容的正极端与第四开关管的一端电连接，所述第四开关管的另一端分别与第二开关管的一端、第三开关管的一端电连接，所述第二开关管的另一端与第二电容的正极端电连接，所述第二电容的负极端与第五开关管的一端电连接，所述第五开关管的另一端分别与第三开关管的另一端、第一开关管的一端电连接，所述第一开关管的另一端与第一电容的负极端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，所述电压平衡模块包括一个二极管；

每两个相邻的自平衡三电平模块的第三端之间连接有一个二极管；

每两个相邻的自平衡三电平模块的第四端之间连接有一个二极管。

3.根据权利要求1所述的一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，所述电压平衡模块包括一个二极管和一个电感器；

每两个相邻的自平衡三电平模块的第三端之间连接有一个二极管和一个电感器；其中，电感器的一端与其中一个自平衡三电平模块的第三端电连接，电感器的另一端与二极管的一端电连接，二极管的另一端与另一个自平衡三电平模块的第三端电连接；

每两个相邻的自平衡三电平模块的第四端之间连接有一个二极管和一个电感器；其中，电感器的一端与其中一个自平衡三电平模块的第四端电连接，电感器的另一端与二极管的一端电连接，二极管的另一端与另一个自平衡三电平模块的第四端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管均反向并联一个体二极管。

5.根据权利要求4所述的一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，当所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管均关断时，所述第一电容和第二电容通过第一开关管的体二极管、第二开关管的体二极管和第三开关管的体二极管进入串联充电的工作模式。

6.根据权利要求1所述的一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管均为IGBT。

7.根据权利要求1所述的一种自平衡的模块化多电平换流器，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管均为MOSFET。