[发明专利]一种多电平变换器子模块电路及多电平变换器

摘要

本发明公开了一种多电平变换器子模块电路及多电平变换器，其中，所述多电平变换器子模块电路包括用于充放电的储能单元；用于根据接收到的控制指令使所述多电平变换器子模块电路的工作模态处于电容充电模态、电容放电模态、电容旁路模态、电流阻断模态和电流过零续流模态其中一种的桥式电路单元；所述多电平变换器子模块电路还包括输入输出单元；所述储能单元和输入输出单元均连接桥式电路单元，可应用于各类多电平变换器，在减少了开关器件使用的同时能有效提高电压利用率及输出电平数，且提供了电流过零续流模态有效杜绝了电压尖峰的产生。

主权项

1.一种多电平变换器子模块电路，其特征在于，包括用于充放电的储能单元；用于根据接收到的控制指令使所述多电平变换器子模块电路的工作模态处于电容充电模态、电容放电模态、电容旁路模态、电流阻断模态和电流过零续流模态其中一种的桥式电路单元；所述多电平变换器子模块电路还包括输入输出单元；所述储能单元和输入输出单元均连接桥式电路单元；所述储能单元包括第一电容，所述第一电容与所述桥式电路单元并联；所述桥式电路单元包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第一功率二极管和第二功率二极管；所述第一功率开关管的发射极连接第一电容的一端和第二功率开关管的集电极，所述第一功率开关管的集电极连接第三开关管的集电极、第一功率二极管的负极和输入输出单元；所述第二功率开关管的发射极连接第四功率开关管的集电极、第二功率二极管的负极和输入输出单元；所述第三功率开关管的发射极连接第一电容的另一端、第一功率二极管的正极和第四功率开关管的发射极；所述第四功率开关管的发射极还连接第二功率二极管的正极；当所述多电平变换器子模块电路处于电流过零续流模态时，控制第四功率开关管和第一功率二极管导通、且第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第二功率二极管截止；通过电流过零续流模块，有效杜绝了电压尖峰的产生；所述输入输出单元包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端连接第一功率开关管的集电极，所述第二连接端连接第二功率开关管的发射极；第一连接端从第一功率开关管和第三功率开关管的中间点引出，第二连接端从第二功率开关管和第四功率开关管的中间点引出，根据工作模态的不同，第一连接端和第二连接端分别作为电流输入端或电流输出端；多电平变换器子模块电路通过对四个功率开关管和两个功率二极管的状态控制实现五种工作模态。