一种新型多电平逆变器及其模块化分析

作     者：王要强 李娜 赵朝阳 陈天锦 梁军 Wang Yaoqiang;Li Na;Zhao Zhaoyang;Chen Tianjin;Liang Jun

作者机构：郑州大学电气工程学院郑州450001 河南省电力电子与电能系统工程技术研究中心郑州450001 河南省智能充电技术重点实验室许昌461000 卡迪夫大学工程学院卡迪夫CF243AA 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第18期

页      面：4676-4687页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51507155) 河南省高等学校青年骨干教师项目(2019GGJS011) 河南省重点研发与推广专项项目(222102520001)资助 

主　　题：逆变器 多电平 开关电容 电压自平衡 模块化 

摘      要：为改善传统多电平逆变器有源器件数量较多以及扩展结构复杂的问题,该文提出一种降低器件数量且可模块化扩展的多电平逆变器。该逆变器由分压电容单元、开关电容单元和两个半桥组成,使用1个直流电源、4个电容、8个开关管和2个二极管实现2倍电压增益和九电平交流输出电压。该逆变器通过2个半桥代替后端H桥转换输出电压极性,可以有效降低开关管总电压应力;在所提逆变器的模块化扩展结构中,电容逐级充电的工作方式进一步提高了电压增益和输出电平数。该文研究逆变器的工作状态、调制策略、电容分析、参数计算并进行拓扑对比。最后,通过仿真与实验验证了所提逆变器的可行性和理论分析的正确性。