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。技術實現要素：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；所述輔助換向支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，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換向支路、第二輔助換向支路和第三輔助換向支路；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；所述第一輔助支路并聯連接于開關管S2a的集電極與開關管S3a的發射極之間，所述第二輔助支路并聯連接于開關管S2b的集電極與開關管S3b的發射極之間，開關管S5的發射極與開關管S10的集電極之間并聯連接箝位電容Cf2，開關管S6的發射極與開關管S9的集電極之間并聯連接箝位電容Cf1。進一步，所述第一輔助支路為輔助換向電容Ca1。進一步，所述第二輔助支路為輔助換向電容Ca2。進一步，所述第三輔助支路包括輔助換向電容Ca3、放電電阻Ra和輔助換流二極管Da，所述放電電阻Ra和輔助換流二極管Da并聯連接后再與輔助換向電容Ca3串聯連接，所述輔助換流二極管Da的正極與開關管S1c的發射極連接，輔助換流二極管的負極與輔助換向電容Ca3的正極連接，輔助換向電容Ca3的負極與開關管S3c的發射極連接。進一步，所述靜態均壓電阻Rs阻值遠大于開關管的通態電阻值。由于采用了上述技術方案，本發明具有如下的有益技術效果：本發明提供的一種七電平ANPC變流器拓撲結構，通過在傳統七電平ANPC變流器拓撲結構增加十二個靜態均壓電阻Rs，三個輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3，一個放電電阻Ra及一個輔助換向二極管Da并對開關管切換順序進行控制，從而解決七電平ANPC變流器在零電平狀態切換過程串聯開關管的均壓問題，同時，增加的無源器件只在切換過程中起輔助作用，使用頻率低，功率級別低，尺寸很小，因此對整體成本影響較小。附圖說明為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：圖1為現有技術中七電平ANPC變流器的拓撲結構圖；圖2為本發明公開的一種七電平ANPC變流器的拓撲結構圖；圖3為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一種零電平狀態示意圖；圖4為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二種零電平狀態示意圖；圖5為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三種零電平狀態示意圖；圖6為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四種零電平狀態示意圖；圖7為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M1狀態；圖8為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M2狀態；圖9為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M3狀態；圖10為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M4狀態；圖11為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M5狀態；圖12為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M6狀態；圖13為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M7狀態；圖14為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M8狀態；圖15為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第一切換模式的M9狀態；圖16為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M1狀態；圖17為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M2狀態；圖18為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M3狀態；圖19為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M4狀態；圖20為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M5狀態；圖21為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M6狀態；圖22為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M7狀態；圖23為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M8狀態；圖24為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第二切換模式的M9狀態；圖25為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M1狀態；圖26為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M2狀態；圖27為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M3狀態；圖28為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M4狀態；圖29為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M5狀態；圖30為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M6狀態；圖31為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M7狀態；圖32為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M8狀態；圖33為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第三切換模式的M9狀態；圖34為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M1狀態；圖35為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M2狀態；圖36為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M3狀態；圖37為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M4狀態；圖38為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M5狀態；圖39為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M6狀態；圖40為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M7狀態；圖41為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M8狀態；圖42為本發明公開的七電平ANPC變流器處于第四切換模式的M9狀態。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面將結合本附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參見圖2，圖2為本發明公開的一種七電平ANPC變流器拓撲結構圖。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；所述輔助換向支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，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，且靜態均壓電阻Rs阻值遠大于開關管的通態電阻值。所述輔助換向支路包括第一輔助換向支路、第二輔助換向支路和第三輔助換向支路；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；所述第一輔助支路并聯連接于開關管S2a的集電極與開關管S3a的發射極之間，所述第二輔助支路并聯連接于開關管S2b的集電極與開關管S3b的發射極之間，開關管S5的發射極與開關管S10的集電極之間并聯連接箝位電容Cf2，開關管S6的發射極與開關管S9的集電極之間并聯連接箝位電容Cf1。需要說明的是，上述七電平ANPC變流器拓撲結構中的開關管是雙向的，除了并聯有反向二極管外，還可以是開關管內部集成反向二極管。與現有技術中的七電平ANPC變流器拓撲結構相比，本發明公開的七電平ANPC變流器拓撲結構上增加了十二個靜態均壓電阻Rs，三個輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3，一個放電電阻Ra及一個輔助換向二極管Da。其優點在于：開關管S2a～S2c、S3a～S3c在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，不存在均壓問題；而對于開關管S1a～S1c、S4a～S4c，穩定零電平狀態下，由于開關管S1a～S1c、S2a～S2c、S3a～S3c、S4a～S4c并聯接入靜態均壓電阻Rs的作用下，開關管S1a～S1c、S4a～S4c無靜態均壓問題，而零電平狀態切換過程中，結合基于本發明ANPC七電平變流器拓撲結構的零狀態切換方法，可以解決開關管S1a～S1c、S4a～S4c動態均壓問題。為了更好的介紹本發明實施例的優點，下面結合附圖進一步說明本發明公開的七電平ANPC變流器拓撲結構如何在零電平狀態切換過程中通過本發明零電平狀態切換方法解決串聯開關管均壓問題。參見圖3～6，本發明公開的七電平ANPC變流器拓撲結構有四種零電平狀態。圖3為第一種零電平狀態ST1示意圖，圖4為第二種零電平狀態ST2示意圖，圖5為第三種零電平狀態ST3示意圖，圖6為第四種零電平狀態ST4示意圖。第一種零電平狀態ST1：開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷的狀態。電流從直流側NP點經由開關管S3a、S3b、S3c及開關管S10、S9、S8反并聯的二極管流至輸出端Uo。第二種零電平狀態ST2：開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷的狀態。電流從直流側NP點經由開關管S2a、S2b、S2c反并聯二極管及開關管S5、S6、S7流至輸出端Uo。第三種零電平狀態ST3：開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷的狀態。電流從輸出端Uo經由S5、S6、S7反并聯二極管及開關管S2a、S2b、S2c流至直流側NP點。第四種零電平狀態ST4：開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷的狀態。電流從直流側NP點經由開關管S8、S9、S10反并聯二極管及開關管S3a、S3b、S3c流至輸出端Uo。需要說明的是，圖7～42中的黑色示意線為電流走向。需要說明的是，在第一種零電平狀態ST1下，在靜態均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態壓降均為為0，開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態壓降均為Vdc。需要說明的是，在第二種零電平狀態ST2下，在靜態均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態壓降均為為0，開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態壓降均為Vdc。需要說明的是，在第三種零電平狀態ST3下，在靜態均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態壓降均為為0，開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態壓降均為Vdc。需要說明的是，在第四種零電平狀態ST4下，在靜態均壓電阻Rs及輔助換向電容的作用下，開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c靜態壓降均為為0，開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c靜態壓降均為Vdc。因此，通過以上分析，在穩定的零電平狀態下，串聯開關管無靜態均壓問題。下面通過附圖進一步介紹在零電平狀態切換時，本發明如何解決串聯開關管的動態均壓問題。在四種零電平狀態情況下，本發明公開的七電平ANPC變流器共有四種切換模式，分別為第一切換模式、第二切換模式、第三切換模式、第四切換模式。請參見圖7～圖42，其中圖7～15為第一切換模式過程中，即本發明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態ST1切換至零電平狀態ST2。圖16～24為第二切換模式過程中，即本發明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態ST4切換至零電平狀態ST3。圖25～33為第三切換模式過程中，即本發明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態ST3切換至零電平狀態ST4。圖34～42為第四切換模式過程中，即本發明公開的七電平ANPC變流器從零電平狀態ST2切換至零電平狀態ST1。需要說明的是，圖7～42中黑色示意線為電流走向。第一切換模式：負載電流從直流側NP流向輸出端Uo，由開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷的狀態切換為開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷的狀態。具體分為M1～M9總共九個狀態。M1：請參見圖7，具體為：開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷。M2：請參見圖8，具體為：在M1狀態基礎上，關斷開關管S1a、S1b、S1c，使得開關管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷。M3：請參見圖9，具體為：在M2狀態基礎上，關斷開關管S3a、S8，使得開關管S3b、S3c、S9、S10開通，其余開關管關斷。M4：請參見圖10，具體為：在M3狀態基礎上，開通開關管S2a、S7，使得開關管S2a、S3b、S3c、S7、S9、S10開通，其余開關管關斷。M5：請參見圖11，具體為：在M4狀態基礎上，關斷開關管S3b、S9，使得開關管S2a、S3c、S7、S10開通，其余開關管關斷。M6：請參見圖12，具體為：在M5狀態基礎上，開通開關管S2b、S6，使得開關管S2a、S2b、S3c、S6、S7、S10開通，其余開關管關斷。M7：請參見圖13，具體為：在M6狀態基礎上，關斷開關管S3c、S10，使得開關管S2a、S2b、S6、S7開通，其余開關管關斷。M8：請參見圖14，具體為：在M7狀態基礎上，開通開關管S2c、S5，使得開關管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷。M9：請參見圖15，具體為：在M8狀態基礎上，開通開關管S4a、S4b、S4c，使得開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷，第一切換模式結束。在第一切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，內側串聯管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態均壓問題。而外側串聯管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00-Vdc0-Vdc0-Vdc00US1a00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS1b00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS1c00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS4aVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US4bVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US4cVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000M1狀態切換至M2狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電壓狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電流狀態，無動態均壓問題。從M8狀態切換至M9狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電流狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電壓狀態，無動態均壓問題。其余狀態切換過程中，串聯開關管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態均壓問題。綜上，本發明公開的七電平ANPC變流器在第一切換模式過程中，開關管均無動態均壓問題。第二切換模式：負載電流從輸出端Uo流向直流側NP，由開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷的狀態切換為開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷的狀態。具體分為M1～M9總共九個狀態。M1：請參見圖16，具體為：開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷。M2：請參見圖17，具體為：在M1狀態基礎上，關斷開關管S1a、S1b、S1c，使得開關管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷。M3：請參見圖18，具體為：在M2狀態基礎上，關斷開關管S3a、S8，使得開關管S3b、S3c、S9、S10開通，其余開關管關斷。M4：請參見圖19，具體為：在M3狀態基礎上，開通開關管S2a、S7，使得開關管S2a、S3b、S3c、S7、S9、S10開通，其余開關管關斷。M5：請參見圖20，具體為：在M4狀態基礎上，關斷開關管S3b、S9，使得開關管S2a、S3c、S7、S10開通，其余開關管關斷。M6：請參見圖21，具體為：在M5狀態基礎上，開通開關管S2b、S6，使得開關管S2a、S2b、S3c、S6、S7、S10開通，其余開關管關斷。M7：請參見圖22，具體為：在M6狀態基礎上，關斷開關管S3c、S10，使得開關管S2a、S2b、S6、S7開通，其余開關管關斷。M8：請參見圖23，具體為：在M7狀態基礎上，開通開關管S2c、S5，使得開關管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷。M9：請參見圖24，具體為：在M8狀態基礎上，開通開關管S4a、S4b、S4c，使得開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷，第二切換模式結束。在第二切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，開關管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態均壓問題。而聯管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00Vdc0Vdc0Vdc00US1a000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS1b000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS1c000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS4aVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US4bVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US4cVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300從M1狀態切換至M2狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電壓狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電流狀態，無動態均壓問題。從M8狀態切換至M9狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電流狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電壓狀態，無動態均壓問題。其余狀態切換過程中，串聯開關管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態均壓問題。綜上，本發明公開的七電平ANPC變流器在第二切換模式過程中，內外側串聯開關管均無動態均壓問題。第三切換模式：負載電流從輸出端Uo流向直流側NP，由開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷的狀態切換為開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷的狀態。具體分為M1～M9總共九個狀態。M1：請參見圖25，具體為：開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷。M2：請參見圖26，具體為：在M1狀態基礎上，關斷開關管S4a、S4b、S4c，使得開關管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷。M3：請參見圖27，具體為：在M2狀態基礎上，關斷開關管S2a、S7，使得開關管S2b、S2c、S5、S6開通，其余開關管關斷。M4：請參見圖28，具體為：在M3狀態基礎上，開通開關管S3a、S8，使得開關管S2b、S2c、S3a、S5、S6、S8開通，其余開關管關斷。M5：請參見圖29，具體為：在M4狀態基礎上，關斷開關管S2b、S6，使得開關管S2c、S3a、S5、S8開通，其余開關管關斷。M6：請參見圖30，具體為：在M5狀態基礎上，開通開關管S3b、S9，使得開關管S2c、S3a、S3b、S5、S8、S9開通，其余開關管關斷。M7：請參見圖31，具體為：關斷開關管S2c、S5，使得開關管S3a、S3b、S8、S9開通，其余開關管關斷。M8：請參見圖32，具體為：在M7狀態基礎上，開通開關管S3c、S10，使得開關管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷。M9：請參見圖33，具體為：在M8狀態基礎上，開通開關管S1a、S1b、S1c，使得開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷，第三切換模式結束。在第三切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，內側串聯管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態均壓問題。而外側串聯管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00Vdc0Vdc0Vdc00US1aVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US1bVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US1cVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/3000US4a00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS4b00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdcUS4c00Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcVdc從M1狀態切換至M2狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電流狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電壓狀態，無動態均壓問題。從M8狀態切換至M9狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電壓狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電流狀態，無動態均壓問題。其余狀態切換過程中，串聯開關管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態均壓問題。綜上，本發明公開的七電平ANPC變流器在第三切換模式過程中，內外側串聯開關管均無動態均壓問題。第四切換模式：負載電流從直流側NP流向輸出端Uo，由開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷的狀態切換為開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷的狀態。具體分為M1～M9總共九個狀態。M1：請參見圖25，具體為：開關管S2a、S2b、S2c、S4a、S4b、S4c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷。M2：請參見圖26，具體為：在M1狀態基礎上，關斷開關管S4a、S4b、S4c，使得開關管S2a、S2b、S2c、S5、S6、S7開通，其余開關管關斷。M3：請參見圖27，具體為：在M2狀態基礎上，關斷開關管S2a、S7，使得開關管S2b、S2c、S5、S6開通，其余開關管關斷。M4：請參見圖28，具體為：在M3狀態基礎上，開通開關管S3a、S8，使得開關管S2b、S2c、S3a、S5、S6、S8開通，其余開關管關斷。M5：請參見圖29，具體為：在M4狀態基礎上，關斷開關管S2b、S6，使得開關管S2c、S3a、S5、S8開通，其余開關管關斷。M6：請參見圖30，具體為：在M5狀態基礎上，開通開關管S3b、S9，使得開關管S2c、S3a、S3b、S5、S8、S9開通，其余開關管關斷。M7：請參見圖31，具體為：關斷開關管S2c、S5，使得開關管S3a、S3b、S8、S9開通，其余開關管關斷。M8：請參見圖32，具體為：在M7狀態基礎上，開通開關管S3c、S10，使得開關管S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷。M9：請參見圖33，具體為：在M8狀態基礎上，開通開關管S1a、S1b、S1c，使得開關管S1a、S1b、S1c、S3a、S3b、S3c、S8、S9、S10開通，其余開關管關斷，第四切換模式結束。在第四切換模式過程中，在輔助換向電容Ca1、Ca2、Ca3的箝位作用下，內側串聯管S2a、S2b、S2c、S3a、S3b、S3c壓降為0或Vdc，不存在動態均壓問題。而外側串聯管S1a、S1b、S1c、S4a、S4b、S4c在切換過程中管壓降變化為：M1M2M3M4M5M6M7M8M9Uo00-Vdc0-Vdc0-Vdc00US1aVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US1bVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US1cVdcVdcVdc2Vdc/32Vdc/3Vdc/3Vdc/300US4a000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS4b000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdcUS4c000Vdc/3Vdc/32Vdc/32Vdc/3VdcVdc從M1狀態切換至M2狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電流狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電壓狀態，無動態均壓問題。從M8狀態切換至M9狀態過程中，串聯開關管S1a～S1c處于零電壓狀態，串聯開關管S4a～S4c處于零電流狀態，無動態均壓問題。其余狀態切換過程中，串聯開關管S1a～S1c、S4a～S4c處于零電流，無動態均壓問題。綜上，本發明公開的七電平ANPC變流器在第四切換模式過程中，內外側串聯開關管均無動態均壓問題。綜上，本發明公開的一種七電平ANPC變流器拓撲結構及該拓撲結構的零電平狀態切換方法可以解決七電平ANPC變流器在零狀態切換過程中串聯開關管的均壓問題。以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。當前第1頁1 2 3