[发明专利]一种七电平ANPC变流器拓扑结构

说明书

本发明公开了一种七电平ANPC变流器拓扑结构，包括直流侧、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和辅助换向支路；直流侧包括直流支撑电容C1、C2；第一支路包括开关管S1a～S1c，所述第二支路包括开关管S2a～S2c及开关管S5～S7，所述第三支路包括开关管S3a～S3c及开关管S8～S10，第四支路包括开关管S4a～S4c；开关管S1a～S1c、开关管S2a～S2c和开关管S3a～S3c分别并联一个静态均压电阻Rs；辅助换向支路包括第一辅助支路、第二辅助支路和第三辅助支路。本发明解决了该类型变流器在零电平状态切换过程中串联开关管的均压问题；采用上述拓扑结构后，可以有效避免七电平ANPC变流器因零电平状态切换造成的串联开关管分压不均的问题。

技术领域

本发明涉及电能变换技术领域，特别是涉及一种七电平ANPC变流器拓扑结构。

背景技术

近年来，随着工业生产技术和人民生活水平的不断提高，人们对高压大容量变换器的需求也不断提高，使得多电平变换器成为各国学者的研究热点。相较于传统两电平变换器，多电平变换器具有控制灵活，输出电平数多，输出波形更加接近正弦波，在功率开关器件耐压值相同的条件下，可以获得更高的输出电压。目前工业领域上应用的多电平变流器拓扑结构主要有二极管箝位型、电容箝位型、混合箝位型、层叠式多单元型以及有源中点箝位型(ANPC)。其中，有源中点箝位型拓扑结构直流母线侧只有两个支撑电容，只需要控制一个母线电压，更适用于五电平或七电平的场合。同时该类型拓扑结构能够平衡开关管的功率损耗，为多电平变换器开关频率及系统容量的提高提供了可能性。但有源中点箝位拓扑结构的多电平变换器，在零电平状态切换的过程中，需要动作多个串联开关管，因此必然会产生串联开关管的均压问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种七电平ANPC变流器拓扑结构，用以解决七电平ANPC变流器在零电平状态切换过程中串联开关管的均压问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种七电平ANPC变流器拓扑结构，包括直流侧、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和辅助换向支路；

所述直流侧包括直流支撑电容C1、C2；

所述第一支路包括开关管S1a～S1c，所述第二支路包括开关管S2a～S2c及开关管S5～S7，所述第三支路包括开关管S3a～S3c及开关管S8～S10，所述第四支路包括开关管S4a～S4c；

开关管S1a～S1c、开关管S2a～S2c和开关管S3a～S3c分别并联一个静态均压电阻Rs；

所述辅助换向支路包括第一辅助支路、第二辅助支路和第三辅助支路；

所述直流支撑电容C1的正极与开关管S1a的集电极连接，开关管S1a的发射极与开关管S1b的集电极连接，开关管S1b的发射极与开关管S1c的集电极连接，开关管S1c的发射极分别与开关管S2c的集电极、开关管S5的集电极、第三辅助支路的一端连接；

所述直流支撑电容C1的负极分别与直流支撑电容C2的正极、开关管S2a的发射极、开关管S3a的集电极连接，开关管S2a的集电极与开关管S2b的发射极连接，开关管S2b的集电极与开关管S2c的发射极连接；所述开关管S5的发射极与开关管S6的集电极连接，开关管S6的发射极与开关管S7的集电极连接；

开关管S3a的发射极与开关管S3b的集电极连接，开关管S3b的发射极与开关管S3c的集电极连接，开关管S3c的发射极分别与第三辅助支路的另一端、开关管S10的发射极、开关管S4c的集电极连接，开关管S10的集电极与开关管S9的发射极连接，开关管S9的集电极与开关管S8的发射极连接，开关管S8的集电极与开关管S7的发射极连接；

直流支撑电容C2的负极与开关管S4a的发射极连接，开关管S4a的集电极与开关管S4b的发射极连接，开关管S4b的集电极与开关管S4c的发射极连接；