[发明专利]一种非对称多电平功率变换电路

说明书

本发明公开了一种非对称多电平功率变换电路，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。且通过调整第一直流电源与第二直流电源的比值，并控制各全控开关的通断，将恒定直流电压转换成多电平交流输出，且在输出为第一直流电源的正负二倍电平和正负七倍电平时，开关电容单元的电容处于放电状态，在输出不为第一直流电源的正负二倍电平和正负七倍电平时，开关电容单元的电容处于充电状态。可见，本申请只需两个输入电源即能输出多种电平交流电，数量较少，且器件较少，电路结构简单；只有输出为正负二倍电平和正负七倍电平时，电容处于放电状态，其它状态处于充电状态，使得电容具有较小电压纹波。

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换器技术领域，特别涉及一种非对称多电平功率变换电路。

背景技术

随着能源危机和能源污染步步逼近，获取新型能源已经变得十分迫切，以风能和太阳能为代表的分布式发电技术以及以电池和超级电容为代表的分布式储能技术越来越受到世界各国的高度重视。

而新兴能源和新技术的发展应用高度依赖于电力电子逆变装置的性能，近年来，基于开关电容的多电平逆变电路也备受欢迎，但是，现有的基于开关电容的多电平逆变电路中电容器在一个输出电压周期内只能充电一次或两次，导致电容电压纹波较大，这无疑限制了这种新型逆变器的应用。因此，如何设计出电路结构简单、电压纹波小和输入电源数量少的多电平逆变电路是有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种非对称多电平功率变换电路，以使解决现有基于开关电容的多电平逆变电路的结构复杂和电容电压纹波较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种非对称多电平功率变换电路，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。

可选地，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；