【技术实现步骤摘要】
X型模块化扩展多电平变换器及其控制方法
本专利技术涉及一种多电平变换器，具体的说，涉及了一种X型模块化扩展多电平变换器及其控制方法。
技术介绍
随着煤炭，石油和天然气等不可再生能源逐年减少，空气污染日益严重，太阳能和风能等清洁可再生能源的使用也在增加。因此，光伏发电由于其分布广泛，生产过程清洁，维护方便等优点而越来越多地投入生产。直流到交流的转换是光伏发电的重要环节，因此研究变换器具有非常重要的意义。由直流电源、有源开关、功率二极管和其他组件组成的多电平变换器可以生成总谐波失真较低的电压波形，并在能量转换中起重要作用。传统的多电平变换器通常分为二极管钳位型、飞跨电容型和级联H桥型。但是，二极管钳位型和飞电容型多电平变换器分别使用大量的钳位二极管和钳位电容器来实现多电平输出，级联的H桥型多电平变换器可以通过串联的H桥输出多电平波形，但是该拓扑需要大量独立的DC电源。开关电容器结构具有效率高，电压增益大，体积小等优点，因此已逐渐应用于多电平变换器的研究，已成为多电平变换器的主要研究重点。但是，随着...
【技术保护点】
1.一种X型模块化扩展多电平变换器，设置在直流电压源V
【技术特征摘要】
1.一种X型模块化扩展多电平变换器，设置在直流电压源Vdc与负载之间，其特征在于：包括正向桥臂、开关电容单元Ⅰ、开关电容单元Ⅱ与反向桥臂，所述开关电容Ⅰ和开关电容单元Ⅱ为相同结构的开关电容单元，所述正向桥臂的中心点和反向桥臂的中心点，作为多电平变换器的交流电压输出端；
所述正向桥臂包括串联的开关管S1和开关管S2，所述开关管S1的集电极连接开关管S2的发射极，所述开关管S2的集电极连接直流电压源Vdc的正极，所述开关管S1的发射极连接直流电压源Vdc的负极，所述开关管S1的集电极与开关管S2的发射极的中点用于连接负载的一端；
所述开关电容单元Ⅰ包括开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S14、开关管S15和电容C1，所述开关管S11的发射极分别连接所述直流电压源Vdc的负极、开关管S1的发射极和所述开关管S14的发射极，所述开关管S11的集电极连接所述开关管S12的集电极；所述开关管S12的发射极分别连接所述电容C1的阴极和所述开关管S13的发射极；所述开关管S13的集电极分别连接所述直流电压源Vdc的正极、所述开关管S2的集电极和开关管S15的集电极；所述开关管S14的集电极分别连接所述电容C1的正极和所述开关管S15的发射极；
所述开关电容单元Ⅱ包括开关管S21、开关管S22、开关管S23、开关管S24、开关管S25和电容C2，所述开关管S21的发射极分别连接所述电容C1的负极和所述开关管S24的发射极，所述开关管S21的集电极连接所述开关管S22的集电极；所述开关管S22的发射极分别连接所述电容C2的负极和所述开关管S23的发射极；所述开关管S23的集电极分别连接所述电容C1的正极和开关管S25的集电极；所述开关管S24的集电极分别连接所述电容C2的正极和所述开关管S25的发射极；
所述反向桥臂包括串联的开关管S3和开关管S4，所述开关管S4的发射极连接开关管S3的集电极，所述开关管S4的集电极连接电容C2的正极，所述开关管S3的发射极连接电容C2的负极，所述开关管S3的集电极与开关管S4的发射极的中点用于连接负载的另一端。
2.根据权利要求1所述的X型模块化扩展多电平变换器，其特征在于：所述直流电压源Vdc和所述反向桥臂之间设置有至少三个开关电容单元，各开关电容单元的结构与所述开关电容Ⅰ或开关电容单元Ⅱ的结构相同。
3.一种基于权利要求1和2所述的X型模块化扩展多电平变换器的控制方法，其特征在于：包括七种工作模态的切换；
工作模态Ⅰ
设置：所述开关电容单元Ⅰ中的开关管S13和开关电容单元Ⅱ中的开关管S23导通，所述正向桥臂的开关管S1导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为+3Vd...
【专利技术属性】
技术研发人员：王要强，库若含，刘陈，王明东，王克文，梁军，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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