[发明专利]N输出单相2N+2开关组MMC逆变器及其控制方法

摘要

本发明提供N输出单相2N+2开关组MMC逆变器及其控制方法。所述逆变器包括直流电源、第一桥臂、第二桥臂和N个负载；所述两个桥臂均由N+1个开关组和2个电感串联而成，每个桥臂的每个开关组均由n个功率开关单元串联而成；第k个负载的两端分别与两个桥臂的第k+1个开关组的上端连接，其中k的取值为1~N‑1；第N个负载的两端分别与两个桥臂的第N个开关组的下端连接。该逆变器采用载波移相PWM控制，具有N路2n+1电平的交流输出，MMC功率开关单元中每个开关管承受的电压应力仅为直流电源电压的1/n，很好的解决了开关管的均压问题，适合高压和大功率场合的应用。每个桥臂中两个电感均可相互耦合，构成一对耦合电感。

主权项

N输出单相2N+2开关组MMC逆变器，其特征在于：包括直流电源（Udc）、第一桥臂、第二桥臂和N个负载；所述第一桥臂由N+1个开关组（B01、B02、…、B0(N+1)）和2个电感串联而成，所述第二桥臂由N+1个开关组（B11、B12、…、B1(N+1)）和2个电感串联而成；第一桥臂的第i个开关组（B0i）由n个功率开关单元（SMB0i1、SMB0i2、…、SMB0in）串联而成，第二桥臂的第i个开关组（B1i）由n个功率开关单元（SMB1i1、SMB1i2、…、SMB1in）串联而成，其中i的取值为1~N+1；第k个负载的两端分别与第一桥臂的第k+1个开关组（B0(k+1)）的上端（o）和第二桥臂的第k+1个开关组（B1(k+1)）的上端（o）连接，其中k的取值为1~N‑1；第N个负载的两端分别接到第一桥臂的第N个开关组（B0N）的下端（p）和第二桥臂的第N个开关组（B1N）的下端（p）；第k个负载的两端作为第k路输出，其中k的取值为1~N，N>2，n为正整数；直流电源（Udc）的正极与第一桥臂的第1个开关组的上端（o）、第二桥臂的第1个开关组的上端（o）连接；第一桥臂的第1个开关组（B01）的下端（p）与第一桥臂的第1个电感（L01）的一端连接，第一桥臂的第1个电感（L01）的另一端与第一桥臂的第2个开关组（B02）的上端（o）连接；第一桥臂的第i个开关组（B0i）的下端（p）与第一桥臂的第i+1个开关组（B0(i+1)）的上端（o）连接，其中i的取值为2~N‑1；第一桥臂的第N个开关组（B0N）的下端（p）与第一桥臂的第2个电感（L02）的一端连接，第一桥臂的第2个电感（L02）的另一端与第一桥臂的第N+1个开关组（B0(N+1)）的上端（o）连接；第二桥臂的电路结构与第一桥臂的电路结构完全一致；第k个负载的两端分别与第一桥臂的第k+1个开关组（B0(k+1)）的上端（o）和第二桥臂的第k+1个开关组（B1(k+1)）的上端（o）连接，其中k的取值为1~N‑1；第N个负载的两端分别接到第一桥臂的第N个开关组（B0N）的下端（p）和第二桥臂的第N个开关组（B1N）的下端（p）。