[实用新型]一种具有双向功率开关的五电平变流拓扑结构及其应用

摘要

本实用新型公开了一种具有双向功率开关的五电平变流拓扑结构，包括一电容链路和一变流单元；其中，电容链路由四个电容串联组成；变流单元由两个双向功率开关、两个二极管和四个带反并二极管的开关管组成；本实用新型还公开了采用该拓扑结构的三相五电平变流器。本实用新型利用双向功率开关对正负电流路径的单独控制，既能控制双向功率开关上的电流双向流动，又保证了电路多种电平的输出；在输出五种电平的基础上，大大减少了功率器件及直流电压源的数量，双向功率开关的电压应力仅为母线电压的1/4，拓扑结构对称，方便模块化生产。

主权项

一种具有双向功率开关的五电平变流拓扑结构，其特征在于：包括一电容链路和一变流单元；所述的电容链路由四个电容组成；其中，电容C1的一端与外部直流电压源的正极相连，电容C1的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与外部直流电压源的负极相连；所述的变流单元由两个双向功率开关、两个二极管和四个带反并二极管的开关管组成；其中，带反并二极管的开关管S1的输入端与电容C1的一端相连，带反并二极管的开关管S1的输出端与带反并二极管的开关管S2的输入端、双向功率开关Q1的一端和二极管D1的阴极相连，双向功率开关Q1的另一端与电容C2的一端相连，带反并二极管的开关管S2的输出端与带反并二极管的开关管S3的输入端相连且为电平输出端，带反并二极管的开关管S3的输出端与带反并二极管的开关管S4的输入端、双向功率开关Q2的一端和二极管D2的阳极相连，双向功率开关Q2的另一端与电容C4的一端相连，带反并二极管的开关管S4的输出端与电容C4的另一端相连，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极和电容C3的一端相连，所述的带反并二极管的开关管和双向功率开关的控制端均接收外部设备提供的开关控制信号。