[發明專利]一種七電平ANPC變流器拓撲結構

有效

• 申請號: 201611169772.3
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106787879B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 繩偉輝;干永革;王會錦;趙聰;郝亞川
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪電氣技術有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明公開了一種七電平ANPC變流器拓撲結構，包括直流側、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和輔助換向支路；直流側包括直流支撐電容C1、C2；第一支路包括開關管S1a～S1c，所述第二支路包括開關管S2a～S2c及開關管S5～S7，所述第三支路包括開關管S3a～S3c及開關管S8～S10，第四支路包括開關管S4a～S4c；開關管S1a～S1c、開關管S2a～S2c和開關管S3a～S3c分別并聯一個靜態均壓電阻Rs；輔助換向支路包括第一輔助支路、第二輔助支路和第三輔助支路。本發明解決了該類型變流器在零電平狀態切換過程中串聯開關管的均壓問題；采用上述拓撲結構后，可以有效避免七電平ANPC變流器因零電平狀態切換造成的串聯開關管分壓不均的問題。

技術領域

本發明涉及電能變換技術領域，特別是涉及一種七電平ANPC變流器拓撲結構。

背景技術

近年來，隨著工業生產技術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者的研究熱點。相較于傳統兩電平變換器，多電平變換器具有控制靈活，輸出電平數多，輸出波形更加接近正弦波，在功率開關器件耐壓值相同的條件下，可以獲得更高的輸出電壓。目前工業領域上應用的多電平變流器拓撲結構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箝位型(ANPC)。其中，有源中點箝位型拓撲結構直流母線側只有兩個支撐電容，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。同時該類型拓撲結構能夠平衡開關管的功率損耗，為多電平變換器開關頻率及系統容量的提高提供了可能性。但有源中點箝位拓撲結構的多電平變換器，在零電平狀態切換的過程中，需要動作多個串聯開關管，因此必然會產生串聯開關管的均壓問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種七電平ANPC變流器拓撲結構，用以解決七電平ANPC變流器在零電平狀態切換過程中串聯開關管的均壓問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，一種七電平ANPC變流器拓撲結構，包括直流側、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和輔助換向支路；

所述直流側包括直流支撐電容C1、C2；

所述第一支路包括開關管S1a～S1c，所述第二支路包括開關管S2a～S2c及開關管S5～S7，所述第三支路包括開關管S3a～S3c及開關管S8～S10，所述第四支路包括開關管S4a～S4c；

開關管S1a～S1c、開關管S2a～S2c和開關管S3a～S3c分別并聯一個靜態均壓電阻Rs；

所述輔助換向支路包括第一輔助支路、第二輔助支路和第三輔助支路；

所述直流支撐電容C1的正極與開關管S1a的集電極連接，開關管S1a的發射極與開關管S1b的集電極連接，開關管S1b的發射極與開關管S1c的集電極連接，開關管S1c的發射極分別與開關管S2c的集電極、開關管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的負極分別與直流支撐電容C2的正極、開關管S2a的發射極、開關管S3a的集電極連接，開關管S2a的集電極與開關管S2b的發射極連接，開關管S2b的集電極與開關管S2c的發射極連接；所述開關管S5的發射極與開關管S6的集電極連接，開關管S6的發射極與開關管S7的集電極連接；

開關管S3a的發射極與開關管S3b的集電極連接，開關管S3b的發射極與開關管S3c的集電極連接，開關管S3c的發射極分別與第三輔助支路的另一端、開關管S10的發射極、開關管S4c的集電極連接，開關管S10的集電極與開關管S9的發射極連接，開關管S9的集電極與開關管S8的發射極連接，開關管S8的集電極與開關管S7的發射極連接；

直流支撐電容C2的負極與開關管S4a的發射極連接，開關管S4a的集電極與開關管S4b的發射極連接，開關管S4b的集電極與開關管S4c的發射極連接；