[实用新型]一种主从式混合级联多电平变流器

摘要

本实用新型公开了一种主从式混合级联多电平变流器，包括主变流器和串联在主电流器和负载之间的从变流器，从变流器是一个两电平的H桥结构。在输出相同的电平的情况下，本实用新型具有更少的直流母线数目；在使用相同数目的功率器件的情况下，本实用新型能够输出更多地电平数。同时，本实用新型通过主从变流器的串联，降低了功率器件承担的电压，故可选用低压功率开关器件，以取得更小的开关损耗和导通损耗。由于低压功率器件具有性能好、成本低、开关频率高的优点，故本实用新型能够在高输入电压场合下实现高效高性能的DC‑AC变换或者AC‑DC的变换。

主权项

一种主从式混合级联多电平变流器，包括相互串联的主变流器和从变流器；其特征在于：所述的主变流器包括由两个半桥单元和一母线电容串联而成的脉冲直流侧以及H桥开关网络，所述的从变流器采用两电平的单相H桥变流器；第一半桥单元包括两个功率开关管T₁～T₂和直流电容C₁；其中，直流电容C₁的正极与功率开关管T₁的漏极相连，功率开关管T₁的源极与功率开关管T₂的漏极相连，功率开关管T₂的源极与直流电容C₁的负极相连，功率开关管T₁～T₂的栅极均接外部控制器提供的开关信号；第二半桥单元包括两个功率开关管T₃～T₄和直流电容C₂；其中，直流电容C₂的正极与功率开关管T₃的漏极相连，功率开关管T₃的源极与功率开关管T₄的漏极相连，功率开关管T₄的源极与直流电容C₂的负极相连，功率开关管T₃～T₄的栅极均接外部控制器提供的开关信号；第一半桥单元中直流电容C₁的正极外接直流电压的正极，直流电容C₁的负极与母线电容的正极相连，第二半桥单元中直流电容C₂的负极外接直流电压的负极，直流电容C₂的正极与母线电容的负极相连；第一半桥单元中两个功率开关管T₁和T₂之间的连接点即作为脉冲直流侧的正输出端，第二半桥单元中两个功率开关管T₃和T₄之间的连接点即作为脉冲直流侧的负输出端；所述的H桥开关网络由四个功率开关管T₅～T₈组成；其中，功率开关管T₅的漏极与功率开关管T₇的漏极相连并接脉冲直流侧的正输出端，功率开关管T₅的源极与功率开关管T₆的漏极相连并作为H桥开关网络的第一交流输出端，功率开关管T₇的源极与功率开关管T₈的漏极相连并作为H桥开关网络的第二交流输出端，功率开关管T₆的源极与功率开关管T₈的源极相连并接脉冲直流侧的负输出端，功率开关管T₅～T₈的栅极均接外部控制器提供的开关信号；所述H桥开关网络的第二交流输出端与从变流器的输入端相连，从变流器的输出端与H桥开关网络的第一交流输出端之间即生成主从式混合级联多电平变流器的输出电压。