专利名称：电流型多电平逆变器拓扑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多电平逆变器拓扑结构，更确切地说涉及一种电流型多电平逆变 器拓扑结构。
背景技术：
多电平逆变器具有输出功率大，器件开关频率低、等效开关频率高、输出谐波小、 动态响应快、传输频带宽、电磁兼容性好等特点。目前，电压型多电平逆变器的拓扑结构已 取得了丰硕的研究成果，而电流型多电平逆变器的拓扑结构还不够完善。最近几年，国内外 学者陆续提出了一些新型的拓扑。其中一种是由8个开关管和2个分流电感所组成的5电 平拓扑，并通过冗余开关状态的切换来实现分流电感的电流均衡，但一旦扩展到7电平或 者更高电平数输出时，由于分流电感分布不对称，未得到期望的输出电平，所有分流电感并 不具有相同的中间电平电流值，从而很难采用冗余开关状态切换来维持各分流电感中间电 平电流平衡，制约了在高电平输出场合的应用。另一种拓扑在合成多电平电流的原理上基 本相似，主要区别在于采用简化的电路结构，在相同电平输出时，减少了开关管和分流电感 的数量，节约了电路成本，但存在的问题是开关器件的电流应力不一致，因此也不属于真正 意义上的多电平结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种开关器件电流应力一致、具有分流电感中 间电平电流自平衡能力的电流型多电平逆变器拓扑结构。本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的电流型多电平逆变器拓扑结 构，包括上桥臂和下桥臂；电流型多电平逆变器拓扑结构有On+1)电平，η为大于等于1的正整数；所述的 上桥臂包括1/2η(η+1)个最小分流单元I ；所述的下桥臂包括1/2η(η+1)个最小分流单元 II ；所述的上桥臂包括a个不同电平的上桥臂分流单元，该a个不同电平的上桥臂分 流单元按垂直方式呈倒立金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；所述的下桥臂与 所述的上桥臂对称分布；所述的下桥臂包括a个不同电平的下桥臂分流单元，该a个不同电 平的下桥臂分流单元按垂直方式呈金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；所述的上桥臂的下数上第一层的上桥臂分流单元包括一个最小分流单元I ；所述 的上桥臂的下数上第二层的上桥臂分流单元包括两个最小分流单元I，两个最小分流单元 I的其中一个输出端相连接且连接点与下数上第一层的上桥臂分流单元中的最小分流单元 I的输入端连接，左边的最小分流单元I的另外一个输出端与下数上第一层的上桥臂分流 单元中的最小分流单元I的左边的输出端连接，右边的最小分流单元I的另外一个输出端 与下数上第一层的上桥臂分流单元中的最小分流单元I的右边的输出端连接；所述的上桥 臂的下数上第三层到第a-Ι层的上桥臂分流单元分别包括数量与该上桥臂分流单元的层数相对应的最小分流单元I，每层的最小分流单元I均排成一行，每层的两个相邻的最小分 流单元I的相邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与下一层的最小分流单元I的 输入端连接，每层的最左边的最小分流单元I的另一个输出端与下数上第一层的最小分流 单元I的左边的输出端连接，每层的最右边的最小分流单元I的另一个输出端与下数上第 一层的最小分流单元I的右边的输出端连接；所述的上桥臂的下数上第a层的上桥臂分流 单元包括a个最小分流单元I，a个最小分流单元I排成一行，两个相邻的最小分流单元I 的相邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与下一层的最小分流单元I的输入端 连接，最左边的最小分流单元I的另一个输出端与下数上第一层的最小分流单元I的左边 的输出端连接，最右边的最小分流单元I的另一个输出端与下数上第一层的最小分流单元 I的右边的输出端连接，a个最小分流单元I的输入端相互连接；所述的下桥臂的上数下第一层的下桥臂分流单元包括一个最小分流单元II，该层 的最小分流单元II的左边的输入端与上桥臂的下数上第一层的最小分流单元I的左边的 输出端连接，该层的最小分流单元II的右边的输入端与上桥臂的下数上第一层的最小分 流单元I的右边的输出端连接；所述的下桥臂上数下第二层的下桥臂分流单元包括两个最 小分流单元II，两个最小分流单元II的其中一个输入端相连接且连接点与上数下第一层 的最小分流单元II的输出端连接，左边的最小分流单元II的另外一个输入端与上桥臂下 数上第一层的最小分流单元I的左边的输出端连接，右边的最小分流单元II的另外一个输 入端与上桥臂下数上第一层的最小分流单元I的右边的输出端连接；所述的下桥臂的下数 上第3层到第a-Ι层的下桥臂分流单元包括数量与该下桥臂分流单元的层数相对应的最小 分流单元II，每层的最小分流单元II均排成一行，每层的两个相邻的最小分流单元II的 相邻的两个输入端相互连接且连接点一一对应的与上一层的最小分流单元II的输出端连 接，每层的最左边的最小分流单元II的另一个输出端与上桥臂下数上第一层的最小分流 单元I的左边的输出端连接，每层的最右边的最小分流单元II的另外一个输入端与上桥臂 下数上第一层的最小分流单元I的右边的输出端连接；所述的下桥臂的下数上第a层的下 桥臂分流单元包括a个最小分流单元II，a个最小分流单元II排成一行，两个相邻的最小 分流单元II的相邻的两个输入端相互连接且连接点一一对应地与上一层的最小分流单元 II的输出端连接，最左边的最小分流单元II的另一个输出端与上桥臂下数上第一层的最 小分流单元I的左边的输出端连接，最右边的最小分流单元II的另外一个输入端与上桥臂 下数上第一层的最小分流单元I的右边的输出端连接，a个最小分流单元II的输出端相互 连接。采用以上结构后，本发明电流型多电平逆变器拓扑结构与现有技术相比，具有以 下优点由于本发明的电流型多电平逆变器拓扑结构的上桥臂和下桥臂的等值分流电感 会通过最小分流单元I中的两个开关管I之间的切换和最小分流单元II中的两个开关管 II之间的切换来维持中间电平电流平衡，使本发明的电流型多电平逆变器拓扑结构具有 分流电感中间电平电流自平衡能力；又由于分流电感具有电流自平衡能力，因此流过分流 电感的电流都是连续的而且又是均勻一致的，而每个最小分流单元为工作状态互补的开关 对，这说明在任何时刻，等值分流电感上的电流只能流过最小分流单元中的其中一个开关 管，也就是说，流过任一开关管的电流就是等值分流电感的电流，从而保证所有开关管器件电流应力的一致性。
图1是本发明的电流型多电平逆变器拓扑结构的上桥臂的电路图。图2是本发明的电流型多电平逆变器拓扑结构的下桥臂的电路图。图3是本发明的电流型多电平逆变器拓扑结构的实施例一的电路图。图4是本发明的电流型多电平逆变器拓扑结构的实施例二的电路图。图中所示1、上桥臂，2、上桥臂分流单元，2. 1、最小分流单元I，2. 2、等值分流电 感1，2.3、开关管I，2. 3. 1、有源开关I，2. 3. 2、快恢复二极管I，3、下桥臂，4、下桥臂分流 单元，4. 1、最小分流单元II，4. 2、等值分流电感II，4. 3、开关管II，4. 3. 1、有源开关II， 4. 3. 2、快恢复二极管11，5、电源，6、负载。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。请参图1及图2所示，本发明电流型多电平逆变器拓扑结构包括上桥臂1和下桥 臂3;电流型多电平逆变器拓扑结构有On+1)电平，η为大于等于1的正整数；所述的 上桥臂1包括1/2η(η+1)个最小分流单元I 2. 1 ；所述的下桥臂3包括1/2η(η+1)个最小 分流单元II 4.1;所述的上桥臂1包括a个不同电平的上桥臂分流单元2，该a个不同电平的上桥 臂分流单元2按垂直方式呈倒立金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；所述的下 桥臂3与所述的上桥臂1对称分布；所述的下桥臂3包括a个不同电平的下桥臂分流单元 4，该a个不同电平的下桥臂分流单元4按垂直方式呈金字塔形状依次排列，a为大于等于2 的正整数；所述的上桥臂1的下数上第一层的上桥臂分流单元2包括一个最小分流单元 12. 1 ；所述的上桥臂1的下数上第二层的上桥臂分流单元2包括两个最小分流单元12. 1， 两个最小分流单元I 2. 1的其中一个输出端相连接且连接点与下数上第一层的上桥臂分 流单元2中的最小分流单元I 2. 1的输入端连接，左边的最小分流单元I 2. 1的另外一个 输出端与下数上第一层的上桥臂分流单元2中的最小分流单元I 2. 1的左边的输出端连 接，右边的最小分流单元I 2. 1的另外一个输出端与下数上第一层的上桥臂分流单元2中 的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接；所述的上桥臂1的下数上第三层到第a-Ι层 的上桥臂分流单元2分别包括数量与该上桥臂分流单元2的层数相对应的最小分流单元I 2.1，每层的最小分流单元I 2.1均排成一行，每层的两个相邻的最小分流单元I 2.1的相 邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与下一层的最小分流单元I 2. 1的输入端 连接，每层的最左边的最小分流单元I 2. 1的另一个输出端与下数上第一层的最小分流单 元I 2.1的左边的输出端连接，每层的最右边的最小分流单元I 2.1的另一个输出端与下 数上第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接；所述的上桥臂1的下数上第a层 的上桥臂分流单元2包括a个最小分流单元I 2.1，a个最小分流单元I 2.1排成一行，两 个相邻的最小分流单元I 2. 1的相邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与下一
6层的最小分流单元I 2.1的输入端连接，最左边的最小分流单元I 2.1的另一个输出端与 下数上第一层的最小分流单元I 2.1的左边的输出端连接，最右边的最小分流单元I 2.1 的另一个输出端与下数上第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接，a个最小分 流单元I 2. 1的输入端相互连接；所述的下桥臂3的上数下第一层的下桥臂分流单元4包括一个最小分流单元 114. 1，该层的最小分流单元II 4. 1的左边的输入端与上桥臂1的下数上第一层的最小分 流单元I 2.1的左边的输出端连接，该层的最小分流单元II 4. 1的右边的输入端与上桥臂 1的下数上第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接；所述的下桥臂3上数下第 二层的下桥臂分流单元4包括两个最小分流单元II 4. 1，两个最小分流单元114. 1的其中 一个输入端相连接且连接点与上数下第一层的最小分流单元Π 4. 1的输出端连接，左边 的最小分流单元II 4.1的另外一个输入端与上桥臂1下数上第一层的最小分流单元I 2.1 的左边的输出端连接，右边的最小分流单元II 4. 1的另外一个输入端与上桥臂1下数上 第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接；所述的下桥臂3的下数上第3层到第 a-Ι层的下桥臂分流单元4包括数量与该下桥臂分流单元4的层数相对应的最小分流单元 II 4. 1，每层的最小分流单元II 4. 1均排成一行，每层的两个相邻的最小分流单元II 4. 1 的相邻的两个输入端相互连接且连接点一一对应的与上一层的最小分流单元II 4. 1的输 出端连接，每层的最左边的最小分流单元II 4. 1的另一个输出端与上桥臂1下数上第一层 的最小分流单元I 2.1的左边的输出端连接，每层的最右边的最小分流单元II 4.1的另外 一个输入端与上桥臂1下数上第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接；所述的 下桥臂3的下数上第a层的下桥臂分流单元4包括a个最小分流单元II 4. 1，a个最小分 流单元II 4.1排成一行，两个相邻的最小分流单元II 4. 1的相邻的两个输入端相互连接 且连接点一一对应地与上一层的最小分流单元II 4. 1的输出端连接，最左边的最小分流 单元II 4.1的另一个输出端与上桥臂1下数上第一层的最小分流单元I 2.1的左边的输 出端连接，最右边的最小分流单元II 4. 1的另外一个输入端与上桥臂1下数上第一层的最 小分流单元I 2. 1的右边的输出端连接，a个最小分流单元II 4. 1的输出端相互连接。所述的最小分流单元I 2.1包括一个等值分流电感I 2. 2和两个开关管I 2.3; 所述的两个开关管I 2. 3均包括一个有源开关I 2. 3. 1和一个快恢复二极管I 2. 3. 2，两 个有源开关I 2.3. 1的漏极相连接且连接点与等值分流电感I 2. 2的一端连接，两个有源 开关I 2. 3. 1的发射极均与一个快恢复二极管I 2. 3. 2的阳极连接；所述的等值分流电感 I 2. 2的自由端为最小分流单元I 2. 1的输入端，所述的两个快恢复二极管12. 3. 2的阴极 为最小分流单元I 2. 1的两个输出端。所述的最小分流单元II 4.1包括一个等值分流电感II 4. 2和两个开关管II 4. 3;所述的两个开关管II 4. 3均包括一个有源开关II 4.3. 1和一个快恢复二极管II 4. 3. 2，两个有源开关II 4. 3. 1的发射极均与一个快恢复二极管II 4. 3. 2的阳极连接，两 个快恢复二极管II 4. 3. 2的阴极相连接且连接点与等值分流电感II 4.1的一端相连接； 所述的两个有源开关II 4. 3. 1的漏极为最小分流单元II 4.1的输入端，所述的等值分流 电感114. 2的自由端为最小分流单元II 4. 1的输出端。实施例一请一并参阅图3所示，本具体实施例中为电流型五电平逆变器拓扑结构，所述的上桥臂1包括3个最小分流单元I，所述的下桥臂3包括3个最小分流单元II。所述的上桥臂1包括2个不同电平的上桥臂分流单元2，该2个不同电平的上桥臂 分流单元2按垂直方式呈倒立金字塔形状依次排列。所述的下桥臂3包括2个不同电平的 下桥臂分流单元4，该2个不同电平的下桥臂分流单元4按垂直方式呈金字塔形状依次排 列。所述的上桥臂1的下数上第一层的上桥臂分流单元2包括一个最小分流单元I 2. 1。所述的上桥臂1的下数上第二层的上桥臂分流单元2包括两个最小分流单元I 2. 1， 两个最小分流单元I 2.1的相邻的两个开关管I 2. 3的输出端相连接，即阳极与有源开关I Scl相连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极与阳极与有源开关I Sc2相连接的快恢复二极 管12. 3. 2的阴极相连接且连接点与上桥臂1下数上第一层的最小分流单元I 2. 1的输入 端，即该最小分流单元I 2.1的等值分流电感I Ll的自由端；左边的最小分流单元I 2.1 的另外一个输出端与下数上第一层的上桥臂分流单元2中的左边的输出端连接，右边的最 小分流单元I 2. 1的另外一个输出端与下数上第一层的上桥臂分流单元2中的最小分流单 元I 2.1的右边的输出端连接；两个最小分流单元I 2.1的输入端相连接，即两个等值分流 电感I (L2，L3)的自由端相连接；等值分流电感I L2的自由端和等值分流电感I L3的自由 端的连接点与电源5的正极连接。所述的下桥臂3的上数下第一层的下桥臂分流单元4包括一个最小分流单元II 4. 1 ；该层的最小分流单元II 4. 1的左边的输入端与上桥臂1的下数上第一层的最小分流 单元I 2.1的左边的输出端A连接，即最小分流单元II 4.1的开关管II 4. 3的有源开关 II Spl’的漏极(集电极)与上桥臂1的最小分流单元I 2. 1的阳极与有源开关I Spl相 连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极连接；该层的最小分流单元II 4.1的右边的输入端与 上桥臂1的下数上第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端B连接，即最小分流单元 II 4.1的开关管II 4. 3的有源开关II Snl'的漏极(集电极)与上桥臂1的最小分流单 元I 2.1的阳极与有源开关I Snl相连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极连接。所述的下 桥臂3上数下第二层的下桥臂分流单元4包括两个最小分流单元II 4. 1 ；两个最小分流单 元II 4.1相邻的两个输入端相连接且连接点与上数下第一层的最小分流单元II 4.1的输 出端连接，即有源开关II 的漏极(集电极)与有源开关II 的漏极(集电极)相 连接且连接点与上数下第一层的最小分流单元II 4.1的等值分流电感II Li’的自由端连 接；左边的最小分流单元II 4. 1的另外一个输入端与上桥臂1下数上第一层的最小分流单 元I 2.1的左边的输出端A连接，即开关管II 4. 3的有源开关II Sp2’的漏极(集电极) 与开关管I 2. 3中阳极与有源开关I Spl相连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极连接。右 边的最小分流单元II 4. 1的另外一个输入端与上桥臂1下数上第一层的最小分流单元I 2. 1的右边的输出端B连接，即开关管II 4. 3的有源开关II Sn2’的漏极(集电极)与开 关管I 2. 3中阳极与有源开关I Snl相连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极连接；两个最 小分流单元II 4. 1的输出端相连接，即两个等值分流电感II(L2’，L3’)的自由端相连接； 等值分流电感II L2’的自由端和等值分流电感II L3’的自由端的连接点与电源5的负极 连接。使用时，负载6连接在阳极与有源开关I Spl连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极 和阳极与有源开关I Snl连接的快恢复二极管I 2. 3. 2的阴极之间。上述的电流型五电平逆变器拓扑结构五电平电流的产生机理为该拓扑输出的多个电平电流是通过开关状态的组合来实现的，具体的组合规律如表1所示。表1中，开关 状态“1”表示导通，“0”表示关断。为了能在输出端获得五电平电流，所有12个开关管的 开关状态必须满足以下规律与分流电感连接于同一端点的所有开关器件都工作在互补状 态，因此一共可以产生8对互补开关组合，分别为(Sp2,Scl), (Sn2,Sc2), (Scl,Sc2), (Spl, Snl)，(Sp2'，Scl' )，(Sn2' ,Sc2' )，(Scl' , Sc2')和(Spl'，Snl')。分流电感中间电平电流自平衡功能的实现上述的电流型五电平逆变器拓扑结构 分流电感电流自平衡功能是通过辅助开关Scl Sc2和分流电感Ll L3来实现的。辅助 开关 Sc2的开关状态切换时，就有两组不同的分流电感通过辅助开关串联连接。例 如，开关Scl导通，Sc2关断时，电感Ll与L2串联连接，这样串联连接的两个电感会通过充 放电来使它们的电流趋向相等，即iLl = iL2 ；对于下一个开关状态即Scl关断，Sc2导通， 此时电感Ll与L3串联连接，串联连接的这两个电感会通过充放电来使它们的电流趋向相 等，即iLl = iL3 ；这样，所有的分流电感Ll L3会通过辅助开关的状态切换来维持中间 电平电流平衡，S卩iLl = iL2 = iL3。同理，下桥臂的分流电感Li， L3’具有相同的电流 自平衡功能。开关器件的电流应力一致性机理上述的电流型五电平逆变器拓扑结构中，由于 分流电感具有电流自平衡功能，因此流过分流电感的电流都是连续的而且又是均勻一致 的，单桥臂最顶层分流单元的分流电感个数为2，两个分流电感对电流值为Idc的电流源进 行均分，流过的电流为Idc/2。分流电感Ll L3上的电流必须是连续的，而(Sp2，Scl), (Sn2, Sc2)和(Spl, Snl)为工作状态互补的开关对，这说明在任何时刻，分流电感Ll L3 上的电流只能流过任一开关对中的其中一个开关，也就是说，流过任一开关的电流就是分 流电感电流Idc/2，从而保证所有开关器件电流应力的一致性。表1 开关状态表
权利要求
1. 一种电流型多电平逆变器拓扑结构，其特征在于包括上桥臂(1)和下桥臂(3)； 电流型多电平逆变器拓扑结构有(2n+l)电平，η为大于等于1的正整数；所述的上桥 臂(1)包括1/2η(η+1)个最小分流单元I (2. 1)；所述的下桥臂(3)包括1/2η(η+1)个最小 分流单元II (4. 1)；所述的上桥臂(1)包括a个不同电平的上桥臂分流单元O)，该a个不同电平的上桥 臂分流单元(2)按垂直方式呈倒立金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；所述的 下桥臂(3)与所述的上桥臂(1)对称分布；所述的下桥臂(3)包括a个不同电平的下桥臂 分流单元G)，该a个不同电平的下桥臂分流单元(4)按垂直方式呈金字塔形状依次排列， a为大于等于2的正整数；所述的上桥臂(1)的下数上第一层的上桥臂分流单元( 包括一个最小分流单元 1(2. 1)；所述的上桥臂(1)的下数上第二层的上桥臂分流单元( 包括两个最小分流单元 1(2. 1)，两个最小分流单元I (2. 1)的其中一个输出端相连接且连接点与下数上第一层的 上桥臂分流单元(2)中的最小分流单元I (2. 1)的输入端连接，左边的最小分流单元I (2. 1) 的另外一个输出端与下数上第一层的上桥臂分流单元O)中的最小分流单元1(2. 1)的左 边的输出端连接，右边的最小分流单元1(2. 1)的另外一个输出端与下数上第一层的上桥 臂分流单元O)中的最小分流单元1(2. 1)的右边的输出端连接；所述的上桥臂(1)的下 数上第三层到第a-Ι层的上桥臂分流单元( 分别包括数量与该上桥臂分流单元O)的 层数相对应的最小分流单元1(2. 1)，每层的最小分流单元1(2. 1)均排成一行，每层的两个 相邻的最小分流单元I (2. 1)的相邻的两个输出端相互连接且连接点一一对应的与下一层 的最小分流单元1(2. 1)的输入端连接，每层的最左边的最小分流单元I (2. 1)的另一个输 出端与下数上第一层的最小分流单元1(2. 1)的左边的输出端连接，每层的最右边的最小 分流单元I (2. 1)的另一个输出端与下数上第一层的最小分流单元I (2. 1)的右边的输出 端连接；所述的上桥臂(1)的下数上第a层的上桥臂分流单元( 包括a个最小分流单元 1(2. 1)，a个最小分流单元1(2. 1)排成一行，两个相邻的最小分流单元1(2. 1)的相邻的两 个输出端相互连接且连接点一一对应的与下一层的最小分流单元1(2. 1)的输入端连接， 最左边的最小分流单元I (2. 1)的另一个输出端与下数上第一层的最小分流单元I (2. 1)的 左边的输出端连接，最右边的最小分流单元1(2. 1)的另一个输出端与下数上第一层的最 小分流单元I (2. 1)的右边的输出端连接，a个最小分流单元I (2. 1)的输入端相互连接；所述的下桥臂(3)的上数下第一层的下桥臂分流单元(4)包括一个最小分流单元 IK4. 1)，该层的最小分流单元II (4. 1)的左边的输入端与上桥臂(1)的下数上第一层的最 小分流单元I (2. 1)的左边的输出端连接，该层的最小分流单元II (4. 1)的右边的输入端与 上桥臂(1)的下数上第一层的最小分流单元I (2. 1)的右边的输出端连接；所述的下桥臂 (3)上数下第二层的下桥臂分流单元(4)包括两个最小分流单元II (4. 1)，两个最小分流单 元II (4. 1)的其中一个输入端相连接且连接点与上数下第一层的最小分流单元II (4. 1)的 输出端连接，左边的最小分流单元11(4. 1)的另外一个输入端与上桥臂(1)下数上第一层 的最小分流单元I (2. 1)的左边的输出端连接，右边的最小分流单元II (4. 1)的另外一个输 入端与上桥臂(1)下数上第一层的最小分流单元I (2. 1)的右边的输出端连接；所述的下桥 臂(3)的下数上第3层到第a-Ι层的下桥臂分流单元(4)包括数量与该下桥臂分流单元(4) 的层数相对应的最小分流单元11(4. 1)，每层的最小分流单元11(4. 1)均排成一行，每层的两个相邻的最小分流单元Π(4. 1)的相邻的两个输入端相互连接且连接点一一对应的与 上一层的最小分流单元II (4. 1)的输出端连接，每层的最左边的最小分流单元11(4. 1)的 另一个输出端与上桥臂(1)下数上第一层的最小分流单元I (2. 1)的左边的输出端连接，每 层的最右边的最小分流单元II (4. 1)的另外一个输入端与上桥臂(1)下数上第一层的最小 分流单元I (2. 1)的右边的输出端连接；所述的下桥臂(3)的下数上第a层的下桥臂分流单 元(4)包括a个最小分流单元II (4. 1)，a个最小分流单元II (4. 1)排成一行，两个相邻的 最小分流单元II (4. 1)的相邻的两个输入端相互连接且连接点一一对应地与上一层的最 小分流单元11(4. 1)的输出端连接，最左边的最小分流单元11(4. 1)的另一个输出端与上 桥臂(1)下数上第一层的最小分流单元I (2. 1)的左边的输出端连接，最右边的最小分流单 元Π(4. 1)的另外一个输入端与上桥臂(1)下数上第一层的最小分流单元1(2. 1)的右边 的输出端连接，a个最小分流单元II (4. 1)的输出端相互连接。
2.根据权利要求1所述的电流型多电平逆变器拓扑结构，其特征在于所述的最小 分流单元1(2. 1)包括一个等值分流电感1(2. 2)和两个开关管1(2. 3)；所述的两个开 关管I (2. 3)均包括一个有源开关I (2. 3. 1)和一个快恢复二极管I (2. 3. 2)，两个有源开 关I (2. 3. 1)的漏极相连接且连接点与等值分流电感I (2. 2)的一端连接，两个有源开关 1(2.3. 1)的发射极均与一个快恢复二极管I (2. 3. 的阳极连接；所述的等值分流电感 I (2. 2)的自由端为最小分流单元I (2. 1)的输入端，所述的两个快恢复二极管I (2. 3. 2)的 阴极为最小分流单元1(2. 1)的两个输出端。
3.根据权利要求1或2所述的电流型多电平逆变器拓扑结构，其特征在于所述的最 小分流单元II (4. 1)包括一个等值分流电感II (4. 2)和两个开关管II (4. 3)；所述的两个 开关管II (4. 3)均包括一个有源开关II (4. 3. 1)和一个快恢复二极管II (4. 3. 2)，两个有 源开关11(4. 3. 1)的发射极均与一个快恢复二极管11(4. 3. 2)的阳极连接，两个快恢复二 极管II (4. 3. 2)的阴极相连接且连接点与等值分流电感11(4. 1)的一端相连接；所述的 两个有源开关11(4. 3. 1)的漏极为最小分流单元II (4. 1)的输入端，所述的等值分流电感 11(4.2)的自由端为最小分流单元II (4. 1)的输出端。
全文摘要
本发明公开了一种电流型多电平逆变器拓扑结构，包括上桥臂和下桥臂；电流型多电平逆变器拓扑结构有(2n+1)电平，n为大于等于1的正整数；所述的上桥臂包括1/2n(n+1)个最小分流单元I；所述的下桥臂包括1/2n(n+1)个最小分流单元II；所述的上桥臂包括a个不同电平的上桥臂分流单元，该a个不同电平的上桥臂分流单元按垂直方式呈倒立金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；所述的下桥臂与所述的上桥臂对称分布；所述的下桥臂包括a个不同电平的下桥臂分流单元，该a个不同电平的下桥臂分流单元按垂直方式呈金字塔形状依次排列，a为大于等于2的正整数；该发明开关器件电流应力一致、具有分流电感中间电平电流自平衡能力。
文档编号H02M7/5387GK102142786SQ20111009080
公开日2011年8月3日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者鲍卫兵, 鲍建宇 申请人:浙江大学宁波理工学院