[发明专利]2N+2开关组MMC AC-AC变换器及其控制方法

权利要求书

1.2N+2开关组MMC AC-AC变换器，其特征在于：包括N个输入/输出、第一桥臂、第二桥臂和第一电容（C₁）；所述输入/输出为输入或输出，输入是交流输入，输出是感性负载；所述第一桥臂由N+1个开关组（B₀₁、B₀₂、…、B_0(N+1)）和2个电感（L₀₁、L₀₂）串联而成，所述第二桥臂由N+1个开关组（B₁₁、B₁₂、…、B_1(N+1)）和2个电感（L₁₁、L₁₂）串联而成；第一桥臂的第i个开关组（B_0i）由n个功率开关单元（SM_B0i1、SM_B0i2、…、SM_B0in）串联而成，第二桥臂的第i个开关组（B_1i）由n个功率开关单元（SM_B1i1、SM_B1i2、…、SM_B1in）串联而成，其中i的取值为1~N+1；N>2，n为正整数。

2.根据权利要求1所述的2N+2开关组MMC AC-AC变换器，其特征在于：第一桥臂的两个电感（L₀₁、L₀₂）相互耦合，构成一对耦合电感；第二桥臂的两个电感（L₁₁、L₁₂）相互耦合，构成一对耦合电感。

3.根据权利要求1所述的2N+2开关组MMC AC-AC变换器，其特征在于：第一桥臂的第1个开关组（B₀₁）的下端（p）与第一桥臂中2个电感的第一电感（L₀₁）的一端连接，第一桥臂的第一电感（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（B_0i）的下端与第一桥臂的第i+1个开关组（B_0(i+1)）的上端连接，其中i的取值为2~N-1；第一桥臂的第N个开关组（B_0N）的下端与第一桥臂的第二电感（L₀₂）的一端连接，第一桥臂的第二电感（L₀₂）的另一端与第一桥臂的第N+1个开关组（B_0(N+1)）的上端连接；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个输入/输出的两端分别与第一桥臂的第k+1个开关组（B_0(k+1)）的上端、第二桥臂的第k+1个开关组（B_1(k+1)）的上端连接，其中k的取值为1~N-1；第N个输入/输出的两端分别与第一桥臂的第N个开关组（B_0N）的下端、第二桥臂的第N个开关组（B_1N）的下端连接；第一桥臂的第1个开关组（B₀₁）的上端与第二桥臂的第1个开关组（B₁₁）的上端、第一电容（C₁）的正极连接，第一电容（C₁）的负极与第一桥臂的第N个开关组（B_0N）的下端、第二桥臂的第N个开关组（B_1N）的下端、地端（G）连接。

4.根据权利要求1所述的2N+2开关组MMC AC-AC变换器，其特征在于：当第k个输入/输出为交流输入时，该交流输入由交流输入电源与输入电感构成，交流输入电源的一端与输入电感的一端连接，交流输入电源的另一端作为该交流输入的一端，输入电感的另一端作为该交流输入的另一端，其中k的值为1~N；当第k个输入/输出为感性负载时，该感性负载由输出电阻与输出电感构成，输出电阻的一端与输出电感的一端连接，输出电阻的另一端作为该感性负载的一端，输出电感的另一端作为该感性负载的另一端。