[发明专利]一种钳位级联倍频多电平功率变换器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种钳位级联倍频多电平功率变换器及其控制方法，多电平功率变换器由多个逆变模块级联而成，每个级联模块由一个钳位五电平H桥逆变单元构成。高压直流电源接在逆变器的输入端，由均压电阻平衡各个模块的直流输入电压，对各模块IGBT进行开关控制，实现单个模块输出五电平阶梯波，通过对多个模块输出波形的叠加，形成多电平电压输出。多电平功率变换器控制方法，是通过设置不同的模块载波相位初始值，使得每个模块IGBT的PWM控制信号异步输出，各个模块输出的电压阶梯波串联叠加后形成多电平输出电压。本发明采用模块化设计，模块化级联实现增加输出阶梯波阶梯个数，减少IGBT开关频率，降低开关损耗，大大减小了输出谐波。

主权项

一种钳位级联倍频多电平功率变换器，包括多个级联的逆变模块，每个所述逆变模块包括一个钳位五电平H桥逆变单元；其特征在于，所述钳位五电平H桥逆变单元包括2个电容、8个IGBT及与所述IGBT反向并联的二极管，第一、第二、第三、第四IGBT串联形成左桥臂；第五、第六、第七、第八IGBT串联形成右桥臂；左桥臂、右桥臂并联；两个电容串联后，与左桥臂并联；当左桥臂第一IGBT Vi1和第二IGBT Vi2开通时，逆变单元输出电平当左桥臂第三Vi3、第四Vi4开通时，逆变单元输出电平当左桥臂第二IGBT Vi2、第三IGBT Vi3开通时，由于二极管钳位作用，在H桥逆变单元输出端输出零电平，左桥臂第二IGBT Vi2、第三IGBT之间输出电压为三电平阶梯波；右桥臂与左桥臂原理相同，输出电压波形也为三电平阶梯波，但两者之间存在相位差，使得输出波形为五电平阶梯波。