[实用新型]混合箝位型多电平变换器拓扑

摘要

本实用新型公开的混合箝位型多电平变换器拓扑，是通过有源器件和无源器件共同实现箝位的多电平拓扑。该拓扑有n电平，n为大于2的正整数，每个桥臂包括n－1个等值电容，2n－2个主开关管，每个主开关管均为带反并二极管的有源开关，2n－4个带反并二极管的箝位开关管，(n－2)×(n－3)个箝位二极管和n－2个辅助电容。本实用新型的混合箝位型多电平变换器拓扑不需要附加电压平衡电路和使用独立直流电压源，在任何负载特性下，自身都能够实现中点电位平衡。本实用新型解决了传统多电平拓扑在高电平数情况下的电容电压平衡难以实现的问题。

主权项

1.混合箝位型多电平变换器拓扑，设有n电平，n为大于2的正整数，其特征是每个桥臂包括n-1个等值电容，2n-2个主开关管，每个主开关管均为带反并二极管的有源开关，2n-4个带反并二极管的箝位开关管，(n-2)×(n-3)个箝位二极管和n-2个辅助电容，每个桥臂的正负母线之间并联电容支路和主开关管支路，电容支路由n-1个等值电容(C1～C(n-1))串联构成，主开关管支路由2n-2个带反并二极管的有源开关(S1～S2(n-1))串联构成，该主开关管支路具有2n-3个连接点，主开关管支路中的第一个连接点与第2n-3个连接点之间并联n-2个串联连接的辅助电容支路(Cc1～Cc(n-2))；每个辅助电容的两端分别并联两个带反并二极管的串联连接的箝位开关，其中与第一个辅助电容(Cc1)并联的两个箝位开关管(Sc1，Sc2)的连接点接到所述电容支路中第一和第二个电容(C1，C2)的连接点；与第二个辅助电容(Cc2)并联的两个箝位开关管(Sc3，Sc4)的连接点接到所述电容支路中第二和第三个电容(C2，C3)的连接点，依此类推，与第n-2个辅助电容(Cc(n-2))并联的两个箝位开关管(Sc(2(n-2)-1)，Sc2(n-2))的连接点接到所述电容支路中第n-2和第n-1个电容的连接点；所述串联主开关管支路中的第二个连接点与第2n-4个连接点之间并联2n-6个串联连接的箝位二极管(Dc1～Dc2(n-3))，其中第一和第二个篏位二极管(Dc1，Dc2)的连接点接到所述辅助电容支路中第一和第二个辅助电容的连接点；第三和第四个箝位二极管(Dc3，Dc4)的连接点接到所述辅助电容支路中第二和第三个辅助电容的连接点；依此类推，第2n-7和第2n-6个篏位二极管的连接点接到所述辅助电容支路中第n-3和第n-2个电容的连接点；设i为所述串联主开关管支路中的第3至第n-2个连接点中的某个连接点，第i个连接点与第2n-2-i个连接点之间并联2n-2i-2个串联连接的箝位二极管支路，则该支路中有2n-2i-3个连接点，设p为2n-2i-3个连接点中的奇数连接点，q为2n-2i-3个连接点中的偶数连接点；第p个连接点接到所述串联主开关管支路中第i-1个连接点与第2n-i-1个连接点之间所并联箝位二极管支路中的第p+1个连接点；第q个连接点接到所述串联主开关管支路中第i+1个连接点与第2n-i-3个连接点之间所并联箝位二极管支路中的第q-1个连接点。