本發(fā)明涉及電能變換
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和人民生活水平的不斷提高，人們對高壓大容量變換器的需求也不斷提高，使得多電平變換器成為各國學(xué)者的研究熱點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)兩電平變換器，多電平變換器具有控制靈活，輸出電平數(shù)多，輸出波形更加接近正弦波，在功率開關(guān)器件耐壓值相同的條件下，可以獲得更高的輸出電壓。目前工業(yè)領(lǐng)域上應(yīng)用的多電平變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有二極管箝位型、電容箝位型、混合箝位型、層疊式多單元型以及有源中點(diǎn)箝位型(ANPC)。其中，有源中點(diǎn)箝位型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直流母線側(cè)只有兩個支撐電容，只需要控制一個母線電壓，更適用于五電平或七電平的場合。同時該類型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠平衡開關(guān)管的功率損耗，為多電平變換器開關(guān)頻率及系統(tǒng)容量的提高提供了可能性。但有源中點(diǎn)箝位拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多電平變換器，在零電平狀態(tài)切換的過程中，需要動作多個串聯(lián)開關(guān)管，因此必然會產(chǎn)生串聯(lián)開關(guān)管的均壓問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用以解決七電平ANPC變流器在零電平狀態(tài)切換過程中串聯(lián)開關(guān)管的均壓問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括直流側(cè)、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和輔助換向支路；所述直流側(cè)包括直流支撐電容C1、C2；所述輔助換向支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述第一支路包括開關(guān)管S1a～S1c，所述第二支路包括開關(guān)管S2a～S2c及開關(guān)管S5～S7，所述第三支路包括開關(guān)管S3a～S3c及開關(guān)管S8～S10，所述第四支路包括開關(guān)管S4a～S4c；開關(guān)管S1a～S1c、開關(guān)管S2a～S2c和開關(guān)管S3a～S3c分別并聯(lián)一個靜態(tài)均壓電阻Rs；所述輔助換向支路包括第一輔助換向支路、第二輔助換向支路和第三輔助換向支路；所述直流支撐電容C1的正極與開關(guān)管S1a的集電極連接，開關(guān)管S1a的發(fā)射極與開關(guān)管S1b的集電極連接，開關(guān)管S1b的發(fā)射極與開關(guān)管S1c的集電極連接，開關(guān)管S1c的發(fā)射極分別與開關(guān)管S2c的集電極、開關(guān)管S5的集電極、第三輔助支路的一端連接；所述直流支撐電容C1的負(fù)極分別與直流支撐電容C2的正極、開關(guān)管S2a的發(fā)射極、開關(guān)管S3a的集電極連接，開關(guān)管S2a的集電極與開關(guān)管S2b的發(fā)射極連接，開關(guān)管S2b的集電極與開關(guān)管S2c的發(fā)射極連接；所述開關(guān)管S5的發(fā)射極與開關(guān)管S6的集電極連接，開關(guān)管S6的發(fā)射極與開關(guān)管S7的集電極連接；開關(guān)管S3a的發(fā)射極與開關(guān)管S3b的集電極連接，開關(guān)管S3b的發(fā)射極與開關(guān)管S3c的集電極連接，開關(guān)管S3c的發(fā)射極分別與第三輔助支路的另一端、開關(guān)管S10的發(fā)射極、開關(guān)管S4c的集電極連接，開關(guān)管S10的集電極與開關(guān)管S9的發(fā)射極連接，開關(guān)管S9的集電極與開關(guān)管S8的發(fā)射極連接，開關(guān)管S8的集電極與開關(guān)管S7的發(fā)射極連接；直流支撐電容C2的負(fù)極與開關(guān)管S4a的發(fā)射極連接，開關(guān)管S4a的集電極與開關(guān)管S4b的發(fā)射極連接，開關(guān)管S4b的集電極與開關(guān)管S4c的發(fā)射極連接；所述第一輔助支路并聯(lián)連接于開關(guān)管S2a的集電極與開關(guān)管S3a的發(fā)射極之間，所述第二輔助支路并聯(lián)連接于開關(guān)管S2b的集電極與開關(guān)管S3b的發(fā)射極之間，開關(guān)管S5的發(fā)射極與開關(guān)管S10的集電極之間并聯(lián)連接箝位電容Cf2，開關(guān)管S6的發(fā)射極與開關(guān)管S9的集電極之間并聯(lián)連接箝位電容Cf1。進(jìn)一步，所述第一輔助支路為輔助換向電容Ca1。進(jìn)一步，所述第二輔助支路為輔助換向電容Ca2。進(jìn)一步，所述第三輔助支路包括輔助換向電容Ca3、放電電阻Ra和輔助換流二極管Da，所述放電電阻Ra和輔助換流二極管Da并聯(lián)連接后再與輔助換向電容Ca3串聯(lián)連接，所述輔助換流二極管Da的正極與開關(guān)管S1c的發(fā)射極連接，輔助換流二極管的負(fù)極與輔助換向電容Ca3的正極連接，輔助換向電容Ca3的負(fù)極與開關(guān)管S3c的發(fā)射極連接。進(jìn)一步，所述靜態(tài)均壓電阻Rs阻值遠(yuǎn)大于開關(guān)管的通態(tài)電阻值。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的有益技術(shù)效果：本發(fā)明提供的一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過在傳統(tǒng)七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)增加十二個靜態(tài)均壓電阻Rs，三個輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3，一個放電電阻Ra及一個輔助換向二極管Da并對開關(guān)管切換順序進(jìn)行控制，從而解決七電平ANPC變流器在零電平狀態(tài)切換過程串聯(lián)開關(guān)管的均壓問題，同時，增加的無源器件只在切換過程中起輔助作用，使用頻率低，功率級別低，尺寸很小，因此對整體成本影響較小。附圖說明為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：圖1為現(xiàn)有技術(shù)中七電平ANPC變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明公開的一種七電平ANPC變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一種零電平狀態(tài)示意圖；圖4為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二種零電平狀態(tài)示意圖；圖5為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三種零電平狀態(tài)示意圖；圖6為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四種零電平狀態(tài)示意圖；圖7為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M1狀態(tài)；圖8為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M2狀態(tài)；圖9為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M3狀態(tài)；圖10為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M4狀態(tài)；圖11為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M5狀態(tài)；圖12為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M6狀態(tài)；圖13為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M7狀態(tài)；圖14為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M8狀態(tài)；圖15為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M9狀態(tài)；圖16為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M1狀態(tài)；圖17為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M2狀態(tài)；圖18為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M3狀態(tài)；圖19為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M4狀態(tài)；圖20為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M5狀態(tài)；圖21為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M6狀態(tài)；圖22為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M7狀態(tài)；圖23為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M8狀態(tài)；圖24為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M9狀態(tài)；圖25為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M1狀態(tài)；圖26為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M2狀態(tài)；圖27為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M3狀態(tài)；圖28為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M4狀態(tài)；圖29為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M5狀態(tài)；圖30為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M6狀態(tài)；圖31為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M7狀態(tài)；圖32為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M8狀態(tài)；圖33為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M9狀態(tài)；圖34為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M1狀態(tài)；圖35為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M2狀態(tài)；圖36為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M3狀態(tài)；圖37為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M4狀態(tài)；圖38為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M5狀態(tài)；圖39為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M6狀態(tài)；圖40為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M7狀態(tài)；圖41為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M8狀態(tài)；圖42為本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M9狀態(tài)。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面將結(jié)合本附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見圖2，圖2為本發(fā)明公開的一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括直流側(cè)、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和輔助換向支路；所述直流側(cè)包括直流支撐電容C1、C2；所述輔助換向支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述第一支路包括開關(guān)管S1a～S1c，所述第二支路包括開關(guān)管S2a～S2c及開關(guān)管S5～S7，所述第三支路包括開關(guān)管S3a～S3c及開關(guān)管S8～S10，所述第四支路包括開關(guān)管S4a～S4c；開關(guān)管S1a～S1c、開關(guān)管S2a～S2c和開關(guān)管S3a～S3c分別并聯(lián)一個靜態(tài)均壓電阻Rs，且靜態(tài)均壓電阻Rs阻值遠(yuǎn)大于開關(guān)管的通態(tài)電阻值。所述輔助換向支路包括第一輔助換向支路、第二輔助換向支路和第三輔助換向支路；所述直流支撐電容C1的正極與開關(guān)管S1a的集電極連接，開關(guān)管S1a的發(fā)射極與開關(guān)管S1b的集電極連接，開關(guān)管S1b的發(fā)射極與開關(guān)管S1c的集電極連接，開關(guān)管S1c的發(fā)射極分別與開關(guān)管S2c的集電極、開關(guān)管S5的集電極、第三輔助支路的一端連接；所述直流支撐電容C1的負(fù)極分別與直流支撐電容C2的正極、開關(guān)管S2a的發(fā)射極、開關(guān)管S3a的集電極連接，開關(guān)管S2a的集電極與開關(guān)管S2b的發(fā)射極連接，開關(guān)管S2b的集電極與開關(guān)管S2c的發(fā)射極連接；所述開關(guān)管S5的發(fā)射極與開關(guān)管S6的集電極連接，開關(guān)管S6的發(fā)射極與開關(guān)管S7的集電極連接；開關(guān)管S3a的發(fā)射極與開關(guān)管S3b的集電極連接，開關(guān)管S3b的發(fā)射極與開關(guān)管S3c的集電極連接，開關(guān)管S3c的發(fā)射極分別與第三輔助支路的另一端、開關(guān)管S10的發(fā)射極、開關(guān)管S4c的集電極連接，開關(guān)管S10的集電極與開關(guān)管S9的發(fā)射極連接，開關(guān)管S9的集電極與開關(guān)管S8的發(fā)射極連接，開關(guān)管S8的集電極與開關(guān)管S7的發(fā)射極連接；直流支撐電容C2的負(fù)極與開關(guān)管S4a的發(fā)射極連接，開關(guān)管S4a的集電極與開關(guān)管S4b的發(fā)射極連接，開關(guān)管S4b的集電極與開關(guān)管S4c的發(fā)射極連接；所述第一輔助支路并聯(lián)連接于開關(guān)管S2a的集電極與開關(guān)管S3a的發(fā)射極之間，所述第二輔助支路并聯(lián)連接于開關(guān)管S2b的集電極與開關(guān)管S3b的發(fā)射極之間，開關(guān)管S5的發(fā)射極與開關(guān)管S10的集電極之間并聯(lián)連接箝位電容Cf2，開關(guān)管S6的發(fā)射極與開關(guān)管S9的集電極之間并聯(lián)連接箝位電容Cf1。需要說明的是，上述七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的開關(guān)管是雙向的，除了并聯(lián)有反向二極管外，還可以是開關(guān)管內(nèi)部集成反向二極管。與現(xiàn)有技術(shù)中的七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上增加了十二個靜態(tài)均壓電阻Rs，三個輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3，一個放電電阻Ra及一個輔助換向二極管Da。其優(yōu)點(diǎn)在于：開關(guān)管S2a～S2c、S3a～S3c在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，不存在均壓問題；而對于開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c，穩(wěn)定零電平狀態(tài)下，由于開關(guān)管S1a～S1c、S2a～S2c、S3a～S3c、S4a～S4c并聯(lián)接入靜態(tài)均壓電阻Rs的作用下，開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c無靜態(tài)均壓問題，而零電平狀態(tài)切換過程中，結(jié)合基于本發(fā)明ANPC七電平變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的零狀態(tài)切換方法，可以解決開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c動態(tài)均壓問題。為了更好的介紹本發(fā)明實施例的優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何在零電平狀態(tài)切換過程中通過本發(fā)明零電平狀態(tài)切換方法解決串聯(lián)開關(guān)管均壓問題。參見圖3～6，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有四種零電平狀態(tài)。圖3為第一種零電平狀態(tài)ST1示意圖，圖4為第二種零電平狀態(tài)ST2示意圖，圖5為第三種零電平狀態(tài)ST3示意圖，圖6為第四種零電平狀態(tài)ST4示意圖。第一種零電平狀態(tài)ST1：開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。電流從直流側(cè)NP點(diǎn)經(jīng)由開關(guān)管S3a、S3b、S3c及開關(guān)管S10、S9、S8反并聯(lián)的二極管流至輸出端Uo。第二種零電平狀態(tài)ST2：開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。電流從直流側(cè)NP點(diǎn)經(jīng)由開關(guān)管S2a、S2b、S2c反并聯(lián)二極管及開關(guān)管S5、S6、S7流至輸出端Uo。第三種零電平狀態(tài)ST3：開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。電流從輸出端Uo經(jīng)由S5、S6、S7反并聯(lián)二極管及開關(guān)管S2a、S2b、S2c流至直流側(cè)NP點(diǎn)。第四種零電平狀態(tài)ST4：開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。電流從直流側(cè)NP點(diǎn)經(jīng)由開關(guān)管S8、S9、S10反并聯(lián)二極管及開關(guān)管S3a、S3b、S3c流至輸出端Uo。需要說明的是，圖7～42中的黑色示意線為電流走向。需要說明的是，在第一種零電平狀態(tài)ST1下，在靜態(tài)均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態(tài)壓降均為為0，開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態(tài)壓降均為Vdc。需要說明的是，在第二種零電平狀態(tài)ST2下，在靜態(tài)均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態(tài)壓降均為為0，開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態(tài)壓降均為Vdc。需要說明的是，在第三種零電平狀態(tài)ST3下，在靜態(tài)均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態(tài)壓降均為為0，開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態(tài)壓降均為Vdc。需要說明的是，在第四種零電平狀態(tài)ST4下，在靜態(tài)均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態(tài)壓降均為為0，開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態(tài)壓降均為Vdc。因此，通過以上分析，在穩(wěn)定的零電平狀態(tài)下，串聯(lián)開關(guān)管無靜態(tài)均壓問題。下面通過附圖進(jìn)一步介紹在零電平狀態(tài)切換時，本發(fā)明如何解決串聯(lián)開關(guān)管的動態(tài)均壓問題。在四種零電平狀態(tài)情況下，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器共有四種切換模式，分別為第一切換模式、第二切換模式、第三切換模式、第四切換模式。請參見圖7～圖42，其中圖7～15為第一切換模式過程中，即本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態(tài)ST1切換至零電平狀態(tài)ST2。圖16～24為第二切換模式過程中，即本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態(tài)ST4切換至零電平狀態(tài)ST3。圖25～33為第三切換模式過程中，即本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態(tài)ST3切換至零電平狀態(tài)ST4。圖34～42為第四切換模式過程中，即本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態(tài)ST2切換至零電平狀態(tài)ST1。需要說明的是，圖7～42中黑色示意線為電流走向。第一切換模式：負(fù)載電流從直流側(cè)NP流向輸出端Uo，由開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)切換為開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。具體分為M1～M9總共九個狀態(tài)。M1：請參見圖7，具體為：開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M2：請參見圖8，具體為：在M1狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S1a、S1b、S1c，使得開關(guān)管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M3：請參見圖9，具體為：在M2狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S3a、S8，使得開關(guān)管S3b、S3c、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M4：請參見圖10，具體為：在M3狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S2a、S7，使得開關(guān)管S2a、S3b、S3c、S7、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M5：請參見圖11，具體為：在M4狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S3b、S9，使得開關(guān)管S2a、S3c、S7、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M6：請參見圖12，具體為：在M5狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S2b、S6，使得開關(guān)管S2a、S2b、S3c、S6、S7、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M7：請參見圖13，具體為：在M6狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S3c、S10，使得開關(guān)管S2a、S2b、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M8：請參見圖14，具體為：在M7狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S2c、S5，使得開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M9：請參見圖15，具體為：在M8狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S4a、S4b、S4c，使得開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷，第一切換模式結(jié)束。在第一切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，內(nèi)側(cè)串聯(lián)管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態(tài)均壓問題。而外側(cè)串聯(lián)管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00-Vdc0-Vdc0-Vdc00US1a00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS1b00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS1c00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS4aVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US4bVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US4cVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000M1狀態(tài)切換至M2狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電壓狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電流狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。從M8狀態(tài)切換至M9狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電流狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電壓狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。其余狀態(tài)切換過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態(tài)均壓問題。綜上，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器在第一切換模式過程中，開關(guān)管均無動態(tài)均壓問題。第二切換模式：負(fù)載電流從輸出端Uo流向直流側(cè)NP，由開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)切換為開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。具體分為M1～M9總共九個狀態(tài)。M1：請參見圖16，具體為：開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M2：請參見圖17，具體為：在M1狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S1a、S1b、S1c，使得開關(guān)管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M3：請參見圖18，具體為：在M2狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S3a、S8，使得開關(guān)管S3b、S3c、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M4：請參見圖19，具體為：在M3狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S2a、S7，使得開關(guān)管S2a、S3b、S3c、S7、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M5：請參見圖20，具體為：在M4狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S3b、S9，使得開關(guān)管S2a、S3c、S7、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M6：請參見圖21，具體為：在M5狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S2b、S6，使得開關(guān)管S2a、S2b、S3c、S6、S7、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M7：請參見圖22，具體為：在M6狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S3c、S10，使得開關(guān)管S2a、S2b、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M8：請參見圖23，具體為：在M7狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S2c、S5，使得開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M9：請參見圖24，具體為：在M8狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S4a、S4b、S4c，使得開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷，第二切換模式結(jié)束。在第二切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態(tài)均壓問題。而聯(lián)管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00Vdc0Vdc0Vdc00US1a000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS1b000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS1c000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS4aVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US4bVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US4cVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300從M1狀態(tài)切換至M2狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電壓狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電流狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。從M8狀態(tài)切換至M9狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電流狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電壓狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。其余狀態(tài)切換過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態(tài)均壓問題。綜上，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器在第二切換模式過程中，內(nèi)外側(cè)串聯(lián)開關(guān)管均無動態(tài)均壓問題。第三切換模式：負(fù)載電流從輸出端Uo流向直流側(cè)NP，由開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)切換為開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。具體分為M1～M9總共九個狀態(tài)。M1：請參見圖25，具體為：開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M2：請參見圖26，具體為：在M1狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S4a、S4b、S4c，使得開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M3：請參見圖27，具體為：在M2狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S2a、S7，使得開關(guān)管S2b、S2c、S5、S6開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M4：請參見圖28，具體為：在M3狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S3a、S8，使得開關(guān)管S2b、S2c、S3a、S5、S6、S8開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M5：請參見圖29，具體為：在M4狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S2b、S6，使得開關(guān)管S2c、S3a、S5、S8開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M6：請參見圖30，具體為：在M5狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S3b、S9，使得開關(guān)管S2c、S3a、S3b、S5、S8、S9開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M7：請參見圖31，具體為：關(guān)斷開關(guān)管S2c、S5，使得開關(guān)管S3a、S3b、S8、S9開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M8：請參見圖32，具體為：在M7狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S3c、S10，使得開關(guān)管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M9：請參見圖33，具體為：在M8狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S1a、S1b、S1c，使得開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷，第三切換模式結(jié)束。在第三切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，內(nèi)側(cè)串聯(lián)管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態(tài)均壓問題。而外側(cè)串聯(lián)管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00Vdc0Vdc0Vdc00US1aVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US1bVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US1cVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US4a00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS4b00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS4c00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdc從M1狀態(tài)切換至M2狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電流狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電壓狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。從M8狀態(tài)切換至M9狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電壓狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電流狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。其余狀態(tài)切換過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態(tài)均壓問題。綜上，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器在第三切換模式過程中，內(nèi)外側(cè)串聯(lián)開關(guān)管均無動態(tài)均壓問題。第四切換模式：負(fù)載電流從直流側(cè)NP流向輸出端Uo，由開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)切換為開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷的狀態(tài)。具體分為M1～M9總共九個狀態(tài)。M1：請參見圖25，具體為：開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M2：請參見圖26，具體為：在M1狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S4a、S4b、S4c，使得開關(guān)管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M3：請參見圖27，具體為：在M2狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S2a、S7，使得開關(guān)管S2b、S2c、S5、S6開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M4：請參見圖28，具體為：在M3狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S3a、S8，使得開關(guān)管S2b、S2c、S3a、S5、S6、S8開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M5：請參見圖29，具體為：在M4狀態(tài)基礎(chǔ)上，關(guān)斷開關(guān)管S2b、S6，使得開關(guān)管S2c、S3a、S5、S8開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M6：請參見圖30，具體為：在M5狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S3b、S9，使得開關(guān)管S2c、S3a、S3b、S5、S8、S9開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M7：請參見圖31，具體為：關(guān)斷開關(guān)管S2c、S5，使得開關(guān)管S3a、S3b、S8、S9開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M8：請參見圖32，具體為：在M7狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S3c、S10，使得開關(guān)管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。M9：請參見圖33，具體為：在M8狀態(tài)基礎(chǔ)上，開通開關(guān)管S1a、S1b、S1c，使得開關(guān)管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關(guān)管關(guān)斷，第四切換模式結(jié)束。在第四切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，內(nèi)側(cè)串聯(lián)管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態(tài)均壓問題。而外側(cè)串聯(lián)管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00-Vdc0-Vdc0-Vdc00US1aVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US1bVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US1cVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US4a000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS4b000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS4c000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdc從M1狀態(tài)切換至M2狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電流狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電壓狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。從M8狀態(tài)切換至M9狀態(tài)過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c處于零電壓狀態(tài)，串聯(lián)開關(guān)管S4a～S4c處于零電流狀態(tài)，無動態(tài)均壓問題。其余狀態(tài)切換過程中，串聯(lián)開關(guān)管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態(tài)均壓問題。綜上，本發(fā)明公開的七電平ANPC變流器在第四切換模式過程中，內(nèi)外側(cè)串聯(lián)開關(guān)管均無動態(tài)均壓問題。綜上，本發(fā)明公開的一種七電平ANPC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的零電平狀態(tài)切換方法可以解決七電平ANPC變流器在零狀態(tài)切換過程中串聯(lián)開關(guān)管的均壓問題。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3