无直流偏置的双输出单相三开关组MMC逆变器及其控制方法

摘要

本发明提供一种无直流偏置的双输出单相三开关组MMC逆变器及其控制方法。所述逆变器包括直流电源、第一电容、第二电容、第三电容、开关桥臂、第一负载和第二负载；所述开关桥臂由上开关组、中开关组、下开关组和耦合电感串联而成；上开关组、中开关组和下开关组分别由N个功率开关单元串联而成；第一负载的一端接到第一电容、第二电容的中点，第一负载的另一端接到中开关组的上端；第二负载的一端接到第二电容、第三电容的中点，第二负载的另一端接到中开关组的下端。该逆变器采用载波移相PWM控制，可以输出两路无直流偏置的N+1电平交流电压，适合于高压、大功率、双负载的场合。所述逆变器中耦合电感可由两个独立电感替代。

主权项

无直流偏置的双输出单相三开关组MMC逆变器，其特征在于：包括直流电源（U_dc）、第一电容（C₁）、第二电容（C₂）、第三电容（C₃）、开关桥臂、第一负载和第二负载；所述开关桥臂由上开关组（H）、中开关组（M）、下开关组（L）和耦合电感（L_H:L_L）串联而成；上开关组（H）由N个功率开关单元（SM_H1、SM_H2、…、SM_HN）串联而成，中开关组（M）由N个功率开关单元（SM_M1、SM_M2、…、SM_MN）串联而成，下开关组（L）由N个功率开关单元（SM_L1、SM_L2、…、SM_LN）串联而成；第一负载的一端接到第一电容（C₁）、第二电容（C₂）的中点，第一负载的另一端接到中开关组（M）的上端（o）；第二负载的一端接到第二电容（C₂）、第三电容（C₃）的中点，第二负载的另一端接到中开关组（M）的下端（p）；第一负载的两端作为第一路输出，第二负载的两端作为第二路输出；第一电容（C₁）、第二电容（C₂）和第三电容（C₃）的电压均为U_dc/3，U_dc为直流电源电压；直流电源（U_dc）的正极与第一电容（C₁）的正极、上开关组（H）的上端连接，上开关组（H）的下端与耦合电感（L_H:L_L）原边（L_H）的同名端（w）连接，耦合电感（L_H:L_L）原边（L_H）的非同名端（a）与中开关组（M）的上端连接，中开关组（M）的下端与耦合电感（L_H:L_L）副边（L_L）的同名端（b）连接，耦合电感（L_H:L_L）副边（L_L）的非同名端（z）与下开关组（L）的上端连接，下开关组（L）的下端与第三电容（C₃）的负极、直流电源（U_dc）的负极、地端（n）连接，第三电容（C₃）的正极与第二电容（C₂）的负极连接，第二电容（C₂）的正极与第一电容（C₁）的负极连接；第一负载的一端与中开关组（M）的上端相连，第一负载的另一端与第二电容（C₂）的正极连接，第二负载的一端与中开关组（M）的下端相连，第二负载的另一端与第二电容（C₂）的负极连接。