[发明专利]一种非对称多电平功率变换电路

权利要求书

1.一种非对称多电平功率变换电路，其特征在于，包括第一直流电源、第二直流电源、开关电容单元、第一全桥电路和第二全桥电路；

所述第一全桥电路包括第一全控开关、第二全控开关、第三全控开关和第四全控开关；所述第二全桥电路包括第五全控开关、第六全控开关、第七全控开关和第八全控开关；

所述第一直流电源的正端通过所述开关电容单元与所述第一全控开关的第一端、所述第三全控开关的第一端相连，负端通过所述开关电容单元与所述第二全控开关的第二端、所述第四全控开关的第二端相连；所述第一全控开关的第二端与所述第二全控开关的第一端相连，所述第三全控开关的第二端与所述第四全控开关的第一端相连；

所述第二直流电源的正端与所述第五全控开关的第一端、所述第七全控开关的第一端相连，负端与所述第六全控开关的第二端、所述第八全控开关的第二端相连；所述第五全控开关的第二端与所述第六全控开关的第一端相连，所述第七全控开关的第二端与所述第八全控开关的第一端相连；

所述第一全控开关和所述第二全控开关的连接点与所述第七全控开关和所述第八全控开关的连接点相连，所述第三全控开关和所述第四全控开关的连接点作为一输出端，所述第五全控开关和所述第六全控开关的连接点作为另一输出端；各全控开关的控制端均通过驱动电路与控制器相连；

其中，通过调整所述第一直流电源与所述第二直流电源的比值，并控制各全控开关的通断，以将恒定直流电压转换成多电平交流输出；且在输出为所述第一直流电源的正负二倍电平和正负七倍电平时，所述开关电容单元的电容处于放电状态，在输出不为所述第一直流电源的正负二倍电平和正负七倍电平时，所述开关电容单元的电容处于充电状态；

所述开关电容单元包括第九全控开关、第十全控开关、第一二极管和第一电容器；所述第九全控开关的第一端和所述第一二极管的正极均与所述第一直流电源的正端相连，所述第九全控开关的第二端与所述第十全控开关的第一端、所述第一电容器的一端相连；所述第十全控开关的第二端与所述第一直流电源的负端、所述第二全控开关的第二端和所述第四全控开关的第二端相连；所述第一二极管的负极与所述第一电容器的另一端、所述第一全控开关的第一端和所述第三全控开关的第一端相连；所述第九全控开关和所述第十全控开关的控制端均通过驱动电路与控制器相连；

所述第二直流电源的电压值为所述第一直流电源的电压值的五倍；

其中，通过控制各全控开关的通断，以使输出为所述第一直流电源电压的正一倍电平、负一倍电平、正二倍电平、负二倍电平、正三倍电平、负三倍电平、正四倍电平、负四倍电平、正五倍电平、负五倍电平、正六倍电平、负六倍电平、正七倍电平、负七倍电平或零电平；

或者，所述开关电容单元包括第三全桥电路、第二二极管、第三二极管、第二电容器和第三电容器；所述第三全桥电路包括第十一全控开关、第十二全控开关、第十三全控开关和第十四全控开关；所述第一直流电源的正端与所述第十一全控开关的第一端、所述第十三全控开关的第一端和所述第二二极管的正极相连，负端与所述第十二全控开关的第二端、所述第十四全控开关的第二端、所述第三二极管的负端相连；所述第十一全控开关的第二端与所述第十二全控开关的第一端、所述第三电容器的一端相连，所述第三电容器的另一端与所述第三二极管的正端、所述第二全控开关的第二端和所述第四全控开关的第二端相连；所述第二二极管的负极与所述第二电容器的一端、所述第一全控开关的第一端和所述第三全控开关的第一端相连；所述第十三全控开关的第二端与所述第二电容器的另一端、所述第十四全控开关的第一端相连；

所述第二直流电源的电压值为所述第一直流电源的电压值的七倍；

其中，通过控制各全控开关的通断，以使输出为所述第一直流电源电压的正一倍电平、负一倍电平、正二倍电平、负二倍电平、正三倍电平、负三倍电平、正四倍电平、负四倍电平、正五倍电平、负五倍电平、正六倍电平、负六倍电平、正七倍电平、负七倍电平、正八倍电平、负八倍电平、正九倍电平、负九倍电平、正十倍电平、负十倍电平或零电平。

2.根据权利要求1所述的非对称多电平功率变换电路，其特征在于，各全控开关均为N沟道电力场效应晶体管，其中，各全控开关的所述控制端、第一端和第二端分别为所述N沟道电力场效应晶体管的栅极、漏极和源极。