專利名稱：：一種通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路的制作方法
技術領域：
：本實用新型是一種用于直流一交流相互轉換的多電平逆變拓撲，具體說是一種通用型的開關電容電路和二極管箝位電路組合的多電平逆變拓撲。技術背景傳統的多電平逆變器主要分為三類基本拓撲二極管箝位型、飛跨電容型和級聯型。它們在實際應用中都存在一定的問題。其中二極管箝位型拓撲的主要問題是直流母線分壓電容電壓不平衡，尤其是在高電平數的情況下，該問題成為限制多電平在實際應用中推廣的主要因素。近些年來，很多新的拓撲改進和控制理論被提出和研究，用于解決直流母線分壓電容電壓不平衡的問題。但是這些新的改進方法或者是附加比較復雜的硬件電路，或者是采用比較復雜的控制算法，或者是在三電平下適用，但在五電平及更高電平下就不再適用，可以說這個直流母線分壓電容電壓不平衡的問題并未妥善解決。
發明內容本實用新型的目的是提供一種使用器件數量較少，具有直流母線電容電壓自動平衡，可以實現升壓輸出的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路。本實用新型的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，設有n電平電壓輸出，n為大于等于4的正整數，每個橋臂包括1)2n-5個電容器，其中n-3個為直流母線電容，n-2個為懸浮電容；2)4x(n-2)個開關管，每個開關管均為帶反并二極管的有源開關管，其中2x(n-2)個為主開關管，2x(n-2)個為箝位開關管；3)(n-2)x(n-3)個箝位二極管；n-3個直流母線電容依次串聯構成一條直流母線電容鏈路，連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個電容的正極和最后一個電容的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該直流母線電容鏈路共計有n-2個連接點，n-2個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為n-2;2x(n-2)個箝位開關管依次串聯構成一條箝位開關管鏈路，連接方式為，前面一個箝位開關管的發射極與后面一個箝位開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位開關管的集電極和最后一個箝位開關管的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該箝位開關管鏈路共有2n-3個連接點，2n-3個接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為2n-3;n-2個懸浮電容依次串聯構成一條懸浮電容鏈路，連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個懸浮電容的正極和最后一個懸浮電容的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該懸浮電容鏈路共計有n-l個連接點，n-l個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為n-l;箝位開關管鏈路中編號為偶數的連接點和直流母線電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，箝位開關管鏈路中編號為奇數的連接點和懸浮電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的開關電容拓撲部分；2x(n-2)個主開關管依次串聯構成一條主開關管鏈路，連接方式為，前面一個主開關管的發射極與后面一個主開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個主開關管的集電極和最后一個主開關管的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該主開關管鏈路共有2n-3個連接點，2n-3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為2n-3;(n-2)x(n-3)個箝位二極管構成n-3條箝位二極管鏈路，設i為小于等于n-3的正整數，第i條箝位二極管鏈路由2i個箝位二極管依次串聯構成，其連接方式為，前面一個箝位二極管的陽極與后面一個箝位二極管的陰極相連，連接處構成一個連接點，每條鏈路上的第一個箝位二極管的陰極和最后一個箝位二極管的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第i條鏈路上共有2i+l個連接點，2i+l個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l,終端連接點為2i+l;第i條箝位二極管鏈路中的第1個連接點和主開關管鏈路中第n-l-i個連接點相連，第2i+l個連接點和主開關管鏈路中第n-l+i個連接點相連接，第i條箝位二極管鏈路上的其余連接點中編號為奇數的連接點與第i-l條箝位二極管鏈路中編號為偶數的連接點按編號升序依次相連；懸浮電容鏈路中第一個連接點與主開關管鏈路中第一個連接點相連，懸浮電容鏈路中最后一個連接點與主開關管鏈路中最后一個連接點相連，懸浮電容鏈路中其余連接點與第n-3條箝位二極管鏈路中編號為偶數的連接點按編號升序依次相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的二極管箝位拓撲部分；主開關管鏈路中的第n-l個連接點作為輸出連接占。本實用新型的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，其直流輸入電壓可以有多種接入方式。直流輸入電壓可以接在直流母線電容鏈路或者懸浮電容鏈路中任意j個連續串聯電容的兩端，其中n-2^j^l，j為正整數，實現^倍J的升壓輸出，即輸出電壓的峰峰值為輸入電壓幅值的^倍。J在單相工作時，考慮到電路正負電平的對稱性和器件上的損耗，直流輸入電壓的兩個輸入端口一般是關于輸出連接點對稱的；在三相工作時，考慮到三相之間的對稱型和器件的損耗，直流輸入電壓的兩個輸入端口一般只接在直流母線電容鏈路上，并且關于輸出連接點對稱。本實用新型的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，是通過開關電容拓撲和二極管箝位拓撲的電路組合來實現多電平輸出的。其優點是l.利用開關電容拓撲電路實現母線電容電壓的自動平衡，可以解決傳統二極管箝位拓撲在高電平數情況下電容電壓平衡難以實現的問題；2.低輸入電壓，利用開關電容拓撲電路實現高電壓輸出(輸出電壓峰峰值大于輸入電壓幅值)，這種升壓功能可以減小輸入變壓器的變比甚至省去輸入變壓器；3.開關器件較少。圖1所示是本實用新型的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路電路圖(單臂電路)；圖2所示為通用型開關電容二極管箝位組合五電平電路電路圖(單臂電路)。具體實施方式參照圖l，通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，設有n電平電壓輸出，n為大于等于4的正整數，每個橋臂包括1)2n-5個電容器，其中n-3個為直流母線電容C廣C(n.3)，n-2個為懸浮電容Cc廣Cc(n-2);2)4x(n-2)個開關管，每個開關管均為帶反并二極管的有源開關管，其中2x(n-2)個為主開關管S廣S2n.4，2x(n-2)個為箝位開關管SCl~Sc2n-4;3)(n畫2)x(n-3)個箝4立二極管Dc廣Dc(n.2)x(n.3);n-3個直流母線電容dC(n.p依次串聯構成一條直流母線電容鏈路，連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個電容d的正極和最后一個電容C(n.3)的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該直流母線電容鏈路共計有n-2個連接點，n-2個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為n-2;2x(n-2)個箝位開關管SdSC2n.4依次串聯構成一條箝位開關管鏈路，連接方式為，前面一個箝位開關管的發射極與后面一個箝位開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位開關管SCl的集電極和最后一個箝位開關管Sc2n.4的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該箝位開關管鏈路共有2n-3個連接點，2n-3個接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為2n-3;n-2個懸浮電容Cc廣Cc(n.2)依次串聯構成一條懸浮電容鏈路，連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個懸浮電容CCl的正極和最后一個懸浮電容Cc(n_2)的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該懸浮電容鏈路共計有n-l個連接點，n-l個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為n-l;箝位開關管鏈路中編號為偶數的連接點和直流母線電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，箝位開關管鏈路中編號為奇數的連接點和懸浮電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的開關電容拓撲部分；2x(n-2)個主開關管S廣S2n-4依次串聯構成一條主開關管鏈路，連接方式為，前面一個主開關管的發射極與后面一個主開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個主開關管Si的集電極和最后一個主開關管S2n.4的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該主開關管鏈路共有2n-3個連接點，2n-3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為2n-3;(n-2)x(n-3)個箝位二極管Dc廣Dc(n.2)x(n.3)構成n-3條箝位二極管鏈路，設i為小于等于n-3的正整數，第i條箝位二極管鏈路由2i個箝位二極管DCixWDCix(i+p依次串聯構成，其連接方式為，前面一個箝位二極管的陽極與后面一個箝位二極管的陰極相連，連接處構成一個連接點，每條鏈路上的第一個箝位二極管Dcix(w)+1的陰極和最后一個箝位二極管Dcix的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第i條鏈路上共有2i+l個連接點，2i+l個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為2i+l;第i條箝位二極管鏈路中的第1個連接點和主開關管鏈路中第n-l-i個連接點相連，第2i+l個連接點和主開關管鏈路中第n-l+i個連接點相連接，第i條箝位二極管鏈路上的其余連接點中編號為奇數的連接點與第i-l條箝位二極管鏈路中編號為偶數的連接點按編號升序依次相連；懸浮電容鏈路中第一個連接點與主開關管鏈路中第一個連接點相連，懸浮電容鏈路中最后一個連接點與主開關管鏈路中最后一個連接點相連，懸浮電容鏈路中其余連接點與第n-3條箝位二極管鏈路中編號為偶數的連接點按編號升序依次相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的二極管箝位拓撲部分；主開關管鏈路中的第n-l個連接點作為輸出連接點。圖2所示為通用型開關電容二極管箝位組合五電平電路單臂實例。其電平n為5，每個橋臂包括5個電容器，其中2個為直流母線電容C廣C2，3個為懸浮電容CdCC3;12個開關管，每個開關管均為帶反并二極管的有源開關管，其中6個為主開關管S廣S6，6個為箝位開關管SCl~SC6;6個箝位二極管DC廣DC6;2個直流母線電容d~C2依次串聯構成一條直流母線電容鏈路，連接方式為，第一個電容C1的負極與第二個電容C2的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個電容Cl的正極和第二個電容C2的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該直流母線電容鏈路共計有3個連接點，3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為3;6個箝位開關管Sc廣Sc6依次串聯構成一條箝位開關管鏈路，連接方式為，前面一個箝位開關管的發射極與后面一個箝位開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位開關管SCl的集電極和第六個箝位開關管Sc6的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該箝位開關管鏈路共有7個連接點，7個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為7;3個懸浮電容Cc廣Cc3依次串聯構成一條懸浮電容鏈路，連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個懸浮電容Cd的正極和第三個懸浮電容CC3的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該懸浮電容鏈路共計有4個連接點，4個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為4;箝位開關管鏈路中編號為偶數的連接點和直流母線電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，即，箝位開關管鏈路中第2個連接點與直流母線電容鏈路中第l個連接點相連(SCl、SC2之間的連接點與d的正極相連接)，箝位開關管鏈路中第4個連接點與直流母線電容鏈路中第2個連接點相連(Sc3、Sc4之間的連接點與Q、C2之間的連接點相連接)，箝位開關管鏈路中第6個連接點與直流母線電容鏈路中第3個連接點相連(Sc5、SC6之間的連接點與C2的負極相連接)；箝位開關管鏈路中編號為奇數的連接點和懸浮電容鏈路中的連接點按升序依次相連，即，箝位開關管鏈路中第1個連接點與懸浮電容鏈路中第1個連接點相連(SCl的集電極與CCl的正極相連接)，箝位開關管鏈路中第3個連接點與懸浮電容鏈路中第2個連接點相連(Sc2、SC3之間的連接點與CCl、CC2之間的連接點相連接)，箝位開關管鏈路中第5個連接點與懸浮電容鏈路中第3個連接點相連(SC4、SC5之間的連接點與CC2、CC3之間的連接點相連接)，箝位開關管鏈路中第7個連接點與懸浮電容鏈路中第4個連接點相連(SC6的發射極與Cc3的負極相連接)，這里，直流母線電容鏈路、懸浮電容鏈路和箝位開關管鏈路及其連接線構成開關電容拓撲部分。6個主開關管S廣S6依次串聯構成一條主開關管鏈路，連接方式為，前面一個主開關管的發射極與后面一個主開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個主開關管S！的集電極和第六個主開關管S6的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該主開關管鏈路共有7個連接點，7個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l,終端連接點為7;6個箝位二極管DdDc6構成2條箝位二極管鏈路，其中，第l條箝位二極管鏈路由2個箝位二極管DdDc2依次串聯構成，其連接方式為，第一個箝位二極管DCl的陽極與第二個箝位二極管Dc2的陰極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位二極管DCl的陰極和第二個箝位二極管Dc2的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第1條箝位二極管鏈路上有3個連接點，3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為3，第2條箝位二極管鏈路由4個箝位二極管Dc3Dc6依次串聯構成，其連接方式為，前面一個箝位二極管的陽極與后面一個箝位二極管的陰極相連，連接處構成一個連接點，第2條箝位二極管鏈路中的第一個箝位二極管DC3的陰極和第四個箝位二極管DC6的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第2條箝位二極管鏈路上有5個連接點，5個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為5;第1條箝位二極管鏈路上的第1個連接點與主開關管鏈路中第3個連接點相連接(Dd的陰極與S2、S3之間的連接點相連接)，第l條箝位二極管鏈路上的第3個連接點與主開關管鏈路中第5個連接點相連接(Dc2的陽極與S4、S5之間的連接點相連接)；第2條箝位二極管鏈路上的第1個連接點與主開關管鏈路中第2個連接點相連接(Dc3的陰極與Si、S2之間的連接點相連接)，第2條箝位二極管鏈路上的第5個連接點與主開關管鏈路中第6個連接點相連接(Dc6的陽極與Ss、S6之間的連接點相連接)，第2條箝位二極管鏈路上的第3個連接點與第1條箝位二極管鏈路中第2個連接點相連接(Dc4、DC5之間的連接點與DCl、Dc2之間的連接點相連接)，懸浮電容鏈路中第1個連接點與主開關管鏈路中第l個連接點相連接(Cd的正極與主開關管鏈路中S,的集電極相連接)，懸浮電容鏈路中第4個連接點與主開關管鏈路中第7個連接點相連接(Cc3的負極與S6的發射極相連接)，懸浮電容鏈路中第2個連接點與第2條箝位二極管鏈路中第2個連接點相連接(CCl、Cc2之間的連接點與Dc3、Dc4之間的連接點相連接)，懸浮電容鏈路中第3個連接點與第2條箝位二極管鏈路中第4個連接點相連接(CC2、CC3之間的連接點與DC5、DC6之間的連接點相連接)，這里，懸浮電容鏈路，主開關管鏈路和箝位二極管鏈路及其連接線構成一個四電平的二極管箝位拓撲部分；主開關管鏈路中第4個連接點(S3、S4之間的連接點)作為輸出連接點。通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路的直流輸入電壓一般有以下3種接入方式第1種，以d的正極和C2的負極為直流電壓輸入端，輸出電壓峰峰值為輸入電壓幅值的2倍；第2種，以Cd的正極和CC3的負極為直流電壓輸入端，輸出電壓峰峰值為輸入電壓幅值的l倍；第3種，以CC2的正極和CC2的負極為直流電壓輸入端，輸出電壓峰峰值為輸入電壓幅值的4倍。其中三相工作時，一般只用第一種接入方式。通用型開關電容二極管箝位組合五電平電路工作原理從電路組合的角度，可以把五電平電路拆分為兩個部分，四電平二極管箝位拓撲部分和開關電容部分。四電平的二極管箝位拓撲可以輸出4個不同的電平，構成四種工作模態。開關電容部分的箝位開關管分成兩組，SCl、Sc3、Sc5為一組，Sc2、Sc4、SC6為一組，兩組互補導通，構成開關電容部分的兩種工作模態。將兩部分電路的工作模態組合，可以得到8種輸出狀態，輸出五種電平。開關狀態與輸出電平情況如表l所示(表中，l代表開關管導通，0代表開關管關斷，U代表l倍的輸出電平)。表1開關狀態與輸出電平對照表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>電容電壓的自動平衡和輸出升壓功能的實現五電平電路中開關電容部分電路實現了電容電壓的自動平衡的功能。當Sc!、Sc3、Sc5導通時，d和Cc!并聯，C2和Cc2并聯，得至U，VC產VCc!，VC2=VCc2;當Sc2、SC4、SC6導通時，d和CC2并聯，C2和CC3并聯，得到，Vd=VCc2，VC2=VCc3;兩組開關管交替導通，可以實現五個電容電壓相等，即VC產VC^VCc產VCc^VCc3，實現電容電壓的自動平衡。開關電容部分電路在實現各電容電壓自動平衡的同時，將直流輸入的電能補充到各個電容中，實現輸出升壓的功能。由上述可知，五電平拓撲單橋臂工作共有3種直流輸入電壓接入方式，以第1種接入方式工作為例。以d的正極和C2的負極為直流電壓輸入正負端，以d、C2之間的連接點為電位零參考點，輸入電壓為2倍的單電容電壓。當Sd、Sc3、Sc5導通時，d和Cd并聯，VC產VCd，當S&、Sc4、SC6導通時，Q和Cd等效串聯，如果此時Cd的正極作為輸出電平，那么輸出電壓為正2倍的單電容電壓。同理可輸出負2倍的單電容電壓，所以輸出可以得到峰峰值為4倍單電容電壓的電壓幅值，實現輸出升壓的功能，此時升壓倍數為2。其他接入方式實現不同倍數的升壓，同理可以解釋說明。權利要求1.一種通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，設有n電平電壓輸出，n為大于等于4的正整數，其特征是每個橋臂包括1)2n-5個電容器，其中n-3個為直流母線電容(C1～C(n-3))，n-2個為懸浮電容(Cc1～Cc(n-2))；2)4×(n-2)個開關管，每個開關管均為帶反并二極管的有源開關管，其中2×(n-2)個為主開關管(S1～S2n-4)，2×(n-2)個為箝位開關管(Sc1～Sc2n-4)；3)(n-2)×(n-3)個筘位二極管(Dc1～Dc(n-2)×(n-3))；n-3個直流母線電容(C1～C(n-3))依次串聯構成一條直流母線電容鏈路連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個電容(C1)的正極和最后一個電容(C(n-3))的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該直流母線電容鏈路共計有n-2個連接點，n-2個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為n-2；2×(n-2)個箝位開關管(Sc1～Sc2n-4)依次串聯構成一條箝位開關管鏈路，連接方式為，前面一個筘位開關管的發射極與后面一個筘位開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位開關管(Sc1)的集電極和最后一個箝位開關管(Sc2n-4)的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該箝位開關管鏈路共有2n-3個連接點，2n-3個接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為2n-3；n-2個懸浮電容(Cc1～Cc(n-2))依次串聯構成一條懸浮電容鏈路連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個懸浮電容(Cc1)的正極和最后一個懸浮電容(Cc(n-2))的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該懸浮電容鏈路共計有n-1個連接點，n-1個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為n-1；箝位開關管鏈路中編號為偶數的連接點和直流母線電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，箝位開關管鏈路中編號為奇數的連接點和懸浮電容鏈路中的連接點按編號升序依次相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的開關電容拓撲部分；2×(n-2)個主開關管(S1～S2n-4)依次串聯構成一條主開關管鏈路，連接方式為，前面一個主開關管的發射極與后面一個主開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個主開關管(S1)的集電極和最后一個主開關管(S2n-4)的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該主開關管鏈路共有2n-3個連接點，2n-3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為2n-3；(n-2)×(n-3)個箝位二極管(Dc1～Dc(n-2)×(n-3))構成n-3條箝位二極管鏈路，設i為小于等于n-3的正整數，第i條箝位二極管鏈路由2i個筘位二極管(Dci×(i-1)+1～Dci×(i+1))依次串聯構成，其連接方式為，前面一個箝位二極管的陽極與后面一個箝位二極管的陰極相連，連接處構成一個連接點，每條鏈路上的第一個箝位二極管(Dci×(i-1)+1)的陰極和最后一個箝位二極管(Dci×(i+1))的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第i條鏈路上共有2i+1個連接點，2i+1個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為2i+1；第i條箝位二極管鏈路中的第1個連接點和主開關管鏈路中第n-1-i個連接點相連，第2i+1個連接點和主開關管鏈路中第n-1+i個連接點相連接，第i條箝位二極管鏈路上的其余連接點中編號為奇數的連接點與第i-1條箝位二極管鏈路中編號為偶數的連接點按編號升序依次相連；懸浮電容鏈路中第一個連接點與主開關管鏈路中第一個連接點相連，懸浮電容鏈路中最后一個連接點與主開關管鏈路中最后一個連接點相連，懸浮電容鏈路中其余連接點與第n-3條箝位二極管鏈路中編號為偶數的連接點按編號升序依次相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的二極管箝位拓撲部分；主開關管鏈路中的第n-1個連接點作為輸出連接點。2.根據權利要求1所述的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，其特征是電平電壓輸出n為5，每個橋臂包括5個電容器，其中2個為直流母線電容(dC2)，3個為懸浮電容(CCl~CC3);12個開關管，每個開關管均為帶反并二極管的有源開關管，其中6個為主開關管(S廣S6)，6個為箝位開關管(SC廣SC6);6個箝位二極管(DC廣DC6);2個直流母線電容(d~C2)依次串聯構成一條直流母線電容鏈路，連接方式為，第一個電容(Cl)的負極與第二個電容(C2)的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個電容(Cl)的正極和第二個電容(C2)的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該直流母線電容鏈路共計有3個連接點，3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為3;6個箝位開關管(SCl~Sc6)依次串聯構成一條箝位開關管鏈路，連接方式為，前面一個箝位開關管的發射極與后面一個箝位開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位開關管(SCl)的集電極和第六個箝位開關管(Sc6)的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該箝位開關管鏈路共有7個連接點，7個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為7;3個懸浮電容(CCl~Cc3)依次串聯構成一條懸浮電容鏈路，連接方式為，前面一個電容的負極與后面一個電容的正極相連接，連接處構成一個連接點，第一個懸浮電容(CCl)的正極和第三個懸浮電容(Cc3)的負極分別作為起始連接點和終端連接點，該懸浮電容鏈路共計有4個連接點，4個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為4;箝位開關管鏈路中第2個連接點與直流母線電容鏈路中第1個連接點相連，箝位開關管鏈路中第4個連接點與直流母線電容鏈路中第2個連接點相連，箝位開關管鏈路中第6個連接點與直流母線電容鏈路中第3個連接點相連，箝位開關管鏈路中第1個連接點與懸浮電容鏈路中第1個連接點相連，箝位開關管鏈路中第3個連接點與懸浮電容鏈路中第2個連接點相連，箝位開關管鏈路中第5個連接點與懸浮電容鏈路中第3個連接點相連，箝位開關管鏈路中第7個連接點與懸浮電容鏈路中第4個連接點相連，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的開關電容拓撲部分；6個主開關管(S廣S6)依次串聯構成一條主開關管鏈路，連接方式為，前面一個主開關管的發射極與后面一個主開關管的集電極相連，連接處構成一個連接點，第一個主開關管(S》的集電極和第六個主開關管(S6)的發射極分別作為起始連接點和終端連接點，該主開關管鏈路共有7個連接點，7個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為7;6個箝位二極管(DClDc6)構成2條箝位二極管鏈路，其中，第l條箝位二極管鏈路由2個箝位二極管(DClDc2)依次串聯構成，其連接方式為，第一個箝位二極管(DCl)的陽極與第二個箝位二極管(Dc2)的陰極相連，連接處構成一個連接點，第一個箝位二極管(DCl)的陰極和第二個箝位二極管(Dc2)的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第1條箝位二極管鏈路上有3個連接點，3個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為l，終端連接點為3，第2條箝位二極管鏈路由4個箝位二極管(Dc3Dc6)依次串聯構成，其連接方式為，前面一個箝位二極管的陽極與后面一個箝位二極管的陰極相連，連接處構成一個連接點，第2條箝位二極管鏈路中的第一個箝位二極管(Dc3)的陰極和第四個箝位二極管(Dc6)的陽極分別作為起始連接點和終端連接點，第2條箝位二極管鏈路上有5個連接點，5個連接點按連接順序依次編號，起始連接點為1，終端連接點為5;第1條箝位二極管鏈路上的第1個連接點與主開關管鏈路中第3個連接點相連接，第1條箝位二極管鏈路上的第3個連接點與主開關管鏈路中第5個連接點相連接；第2條箝位二極管鏈路上的第1個連接點與主開關管鏈路中第2個連接點相連接，第2條箝位二極管鏈路上的第5個連接點與主開關管鏈路中第6個連接點相連接，第2條箝位二極管鏈路上的第3個連接點與第1條箝位二極管鏈路中第2個連接點相連接，懸浮電容鏈路中第1個連接點與主開關管鏈路中第1個連接點相連接，懸浮電容鏈路中第4個連接點與主開關管鏈路中第7個連接點相連接，懸浮電容鏈路中第2個連接點與第2條箝位二極管鏈路中第2個連接點相連接，懸浮電容鏈路中第3個連接點與第2條箝位二極管鏈路中第4個連接點相連接，構成開關電容二極管箝位組合多電平電路的二極管箝位拓撲部分；主開關管鏈路中第4個連接點作為輸出連接點。專利摘要本實用新型公開的通用型開關電容二極管箝位組合多電平電路，是通過開關電容電路和二極管箝位拓撲的電路組合來實現多電平輸出的。該拓撲可以實現n電平電壓輸出，n≥4。每個橋臂包括2n-5個電容器，其中n-3個為直流母線電容，n-2個為懸浮電容；4×(n-2)個開關管，其中2×(n-2)個為主開關管，2×(n-2)個為箝位開關管；(n-2)×(n-3)個箝位二極管。本實用新型的優點是1.利用開關電容電路實現母線電容電壓的自動平衡，可以解決傳統二極管箝位拓撲在高電平數情況下電容電壓平衡難以實現的問題；2.低輸入電壓，利用開關電容拓撲電路實現高電壓輸出(輸出電壓峰峰值大于輸入電壓幅值)；3.開關器件較少。文檔編號H02M7/483GK201430543SQ20092012123公開日2010年3月24日申請日期2009年6月1日優先權日2009年6月1日發明者何湘寧,菁趙,韓云龍申請人:浙江大學