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申请/专利权人：中山市宝利金电子有限公司

摘要：本申请的级联型多电平逆变器，通过设置互补的低频模块和高频模块以使整个逆变系统获得高电压应力，高开关响应速度，低开关损耗，低谐波畸变率。通过对低频模块的拓扑结构进行改进，能够在有限数量的低频开关条件下通过较为简洁的拓扑结构获得更多电平数量，获得低谐波畸变率；高频方波与低频交流波叠加后的输出波形更加接近正弦波，能够提高波形精确度，获得更低谐波畸变率；并基于同一正弦调制波，通过不同的调制模块对正弦调制波进行处理获得低频驱动信号和高频驱动信号，调制过程简单易于实现，整个逆变系统的开关数量极少，从而进一步降低了开关驱动信号的调制难度以及对齐难度，且成本低，有利于推广应用。

主权项：1.一种级联型多电平逆变器，其特征在于，包括低频模块、高频模块、低频调制模块和高频调制模块；所述低频模块包括多个低频开关、多个电容、两个二极管、以及第一直流电源DC1，多个低频开关、多个电容、两个二极管与第一直流电源DC1形成多路充放电回路，所述充放电回路具有第一输出端OUT1；各个所述低频开关的受控端分别与所述低频调制模块的驱动端连接，各个所述低频开关在所述低频调制模块的控制下适时导通或关断以接通对应充放电回路；每一充放电回路工作时，所述第一输出端OUT1输出对应倍数的第一电平；所述高频模块包括多个高频开关和第二直流电源DC2，多个高频开关和第二直流电源DC2形成通电通路，所述通电通路具有第二输出端OUT2，各个所述高频开关的受控端分别与所述高频调制模块的驱动端连接，各个所述高频开关在所述高频调制模块的控制下适时导通或关断以接通对应通电通路，并于第二输出端OUT2输出对应倍数的第二电平；所述第一输出端OUT1和第二输出端OUT2用于连接外部负载，每一所述第一电平与对应的所述第二电平叠加获得总电平输出至外部负载；在一个工作周期内，所述总电平为周期性交流电平；所述低频模块包括第一低频开关S1、第二低频开关S2、第三低频开关S3、第四低频开关S4、第五低频开关S5、第六低频开关S6、第七低频开关S7、第八低频开关S8、第九低频开关S9、第十低频开关S10、第十一低频开关S11、第十二低频开关S12、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第二二极管D2和第一直流电源DC1；所述第一直流电源DC1的正极与所述第一二极管D1的阳极、所述第一低频开关S1的第一端连接，所述第一低频开关S1的第二端与所述第二电容C2的第一端、所述第六低频开关S6的第一端、所述第二低频开关S2的第一端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第四低频开关S4的第二端、所述第五低频开关S5的第一端连接，所述第六低频开关S6的第二端与所述第五低频开关S5的第二端、所述第一电容C1的第一端连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第三低频开关S3的第二端、所述第七低频开关S7的第一端、所述第四低频开关S4的第一端、所述第一电容C1的第二端连接，所述第三低频开关S3的第一端与所述第三电容C3的第一端、所述第九低频开关S9的第一端、所述第十一低频开关S11的第一端连接，所述第七低频开关S7的第二端与所述第三电容C3的第二端、所述第八低频开关S8的第一端连接，所述第八低频开关S8的第二端与所述第二二极管D2的阳极连接，所述第九低频开关S9的第二端与所述第十低频开关S10的第一端连接，所述第十一低频开关S11的第二端与所述第十二低频开关S12的第一端连接，所述第一直流电源DC1的负极与所述第二低频开关S2的第二端、所述第二二极管D2的阴极、所述第十低频开关S10的第二端、所述第十二低频开关S12的第二端连接；所述第九低频开关S9的第二端与所述第十低频开关S10的第一端的连接节点形成所述第一输出端OUT1；所述高频模块包括第一高频开关Q1、第二高频开关Q2、第三高频开关Q3、第四高频开关Q4和第二直流电源DC2，所述第二直流电源DC2的正极与所述第一高频开关Q1的第二端、以及所述第三高频开关Q3的第二端的连接，所述第二直流电源DC2的负极与所述第二高频开关Q2的第一端、所述第四高频开关Q4的第一端的连接；所述第三高频开关Q3的第一端和所述第四高频开关Q4的第二端连接并形成所述第二输出端OUT2；所述第十一低频开关S11的第二端与所述第十二低频开关S12的第一端、所述第一高频开关Q1的第一端、以及所述第二高频开关Q2的第二端连接，使所述低频模块与所述高频模块相互连接，使所述第一输出端OUT1输出的第一电平与所述第二输出端OUT2输出的第二电平叠加后输出；所述低频调制模块包括放大器、NLM临近电压调制单元、开关表以及第一驱动单元；所述放大器的正相输入端用于输入正弦调制波，其反相输入端用于输入参考信号，所述放大器将正弦调制波放大至预设倍数后输出至所述NLM临近电压调制单元，通过所述NLM临近电压调制单元产生多电平阶梯信号输出至所述开关表；所述开关表生成多个预设电平的低频驱动信号，通过所述第一驱动单元输出至各个低频开关的受控端，所述低频驱动信号的频率由所述NLM临近电压调制单元调制获得；所述高频调制模块包括三角载波单元、调制单元和第二驱动单元；所述调制单元的第一输入端用于输入正弦调制波，其第二输入端用于与所述三角载波单元连接，获取所述三角载波单元输出的三角载波信号，所述调制单元将所述正弦调制波与所述三角载波信号进行调制处理获得高频驱动信号，通过所述第二驱动单元输出至各个高频开关的受控端，所述高频驱动信号的频率与所述三角载波信号的频率相同。

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