一种级联多电平变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变换器技术领域，特别涉及一种级联多电平变换器。
【背景技术】
[0002]近年来，级联多电平结构的变换器以其优异的性能得到了广泛应用，对于相同的输出电平数，在变换器的多个种类中，级联多电平结构所需的器件数量最少，易于模块化设
i+o
[0003]传统的级联多电平变换器，一般包括多个串联的子模块，每个所述子模块一般米用Η桥或半桥，图1所示为采用Η桥级联的级联多电平变换器。
[0004]如图1所示，现有技术中的级联多电平变换器，每个所述子模块均与一块光伏板(所述直流源)相连，且每个所述子模块均各自需要一套独立的辅电和通讯系统，进而使得整个系统外围电路的成本较高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种级联多电平变换器，以解决现有技术中外围电路成本高的问题。
[0006]为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下:
[0007]—种级联多电平变换器，包括:输出端依次串联的Μ个子模块；每个所述子模块的输入端连接一个直流源组，且每个所述直流源组包括Ν个直流源；所述子模块输出的电平数为(2Ν+1)旧为正整数；Ν为大于1的正整数。
[0008]优选的，所述Ν个直流源的电气特性或者规格相同。
[0009]优选的，Ν为2，所述直流源组中的两个直流源分别为第一直流源和第二直流源；每个所述子模块为:与所述第一直流源和所述第二直流源相连的五电平变换模块。
[0010]优选的，所述五电平变换模块包括:第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管及所述第六开关管均包括体二极管或者均反相并联一个二极管；其中:
[0011]所述第一电容的一端、所述第一开关管的第一端、所述第三开关管的第一端及所述第三二极管的阴极相连，连接点与所述第一直流源的正极相连；
[0012]所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端相连；
[0013]所述第二电容的一端、所述第六开关管的第二端、所述第四二极管的阳极及所述第二开关管的第二端相连，连接点与所述第二直流源的负极相连；
[0014]所述第三开关管的第二端与所述第一二极管的阴极及所述第四开关管的第一端相连；
[0015]所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极、所述第一电容的另一端及所述第二电容的另一端相连，连接点与所述第一直流源的负极及所述第二直流源的正极相连；
[0016]所述第二二极管的阳极与所述第五开关管的第二端及所述第六开关管的第一端相连；
[0017]所述第四开关管的第二端与所述第四二极管的阴极相连，连接点作为所述子模块的第一连接端；
[0018]所述第五开关管的第一端与所述第三二极管的阳极相连，连接点作为所述子模块的第二连接端。
[0019]优选的，所述第一开关管及所述第二开关管为低电平导通的开关管；所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管及所述第六开关管为高电平导通的开关管。
[0020]优选的，所述第一电容及所述第二电容分别为多个电容并联或多个电容串并联组成。
[0021]优选的，两个所述直流源分别为第一直流源和第二直流源；所述五电平变换模块包括:第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管及所述第六开关管均包括体二极管或者均反相并联一个二极管；其中:
[0022]所述第一开关管的第一端与所述第三开关管的第一端及所述第一电容的一端相连，连接点与所述第一直流源的正极相连；
[0023]所述第三开关管的第二端与所述第六开关管的第二端及所述第四开关管的第一端相连，连接点作为所述子模块的第一连接端；
[0024]所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第一端相连；
[0025]所述第五开关管的第二端与所述第一电容的另一端及所述第二电容的一端相连，连接点与所述第一直流源的负极及所述第二直流源的正极相连；
[0026]所述第二电容的另一端与所述第四开关管的第二端及所述第二开关管的第二端相连，连接点与所述第二直流源的负极相连；
[0027]所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端相连，连接点作为所述子模块的第二连接端。
[0028]优选的，所述第一开关管及所述第二开关管为低电平导通的开关管；所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管及所述第六开关管为高电平导通的开关管。
[0029]优选的，所述第一电容及所述第二电容分别为多个电容并联或多个电容串并联组成。
[0030]优选的，所述直流源为光伏组件。
[0031]本实用新型提供的级联多电平变换器，通过Μ个子模块的输出端依次串联；每个所述子模块的输入端分别与Ν个直流源相连；且所述子模块输出的电平数为(2Ν+1);所述级联多电平变换器一个工频周期内输出的总电平数为(2ΧΜΧΝ+1)个，与现有技术中和相同数量直流源相连的级联多电平变换器输出的总电平数相同，但是本实用新型提供的所述级联多电平变换器中每Ν个所述直流源共用一个子模块，比现有技术减少了所述子模块的数量，也相应的节省了所述子模块的辅电和通讯系统，进而降低了系统外围电路的成本。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是现有技术提供的级联多电平变换器的结构示意图；
[0034]图2是本实用新型实施例提供的级联多电平变换器的结构示意图；
[0035]图3是本实用新型实施例提供的另一级联多电平变换器的结构示意图；
[0036]图4是本实用新型实施例提供的一种子模块的结构示意图；
[0037]图5是本实用新型实施例提供的另一子模块的结构示意图；
[0038]图6是本实用新型实施例提供的另一级联多电平变换器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0040]本实用新型提供一种级联多电平变换器，以解决现有技术中外围电路成本高的问题。
[0041]具体的，所述级联多电平变换器，如图2所示，包括:输出端依次串联的Μ个子模块102 ;每个子模块102的输入端连接一个直流源组，且每个所述直流源组包括Ν个直流源101旧为正整数；Ν为大于1的正整数。
[0042]在具体的实际应用中，第一个子模块102的第一连接端通过一个电感与电网的一端相连；第!11个子模块102的第一连接端与第m-1个子模块102的第二连接端相连；第1个子模块102的第二连接端与所述电网的另一端相连；m为大于2且小于Μ的正整数。
[0043]当所述级联多电平变换器应用于光伏系统中时，直流源101即为光伏组件。
[0044]图1所示的现有技术中，如果其子模块的个数为X，那么一个工频周期内其输出的总电平数为(2Χ+1)个。
[0045]本实施例提供的所述级联多电平变换器，所述级联多电平变换器一共与ΜΧΝ个直流源101相连；且1个子模块102的输出端串联连接，子模块102输出的电平数为(2Ν+1)，使得所述级联多电平变换器一个工频周期内输出的总电平数为(2ΧΜΧΝ+1)个，若图1所示的现有技术与本实施例提供的所述级联多电平变换器中相连的所述直流源的数量相同，即MXΝ = X，则本实施例提供的所述级联多电平变换器与图1所示的现有技术输出的总电平数相同。但是本实施例提供的所述级联多电平变换器中，每N个直流源101共用一个子模块102，减少了子模块102的数量，也相应的节省了子模块102的辅电和通讯系统，进而降低了系统外围电路的成本。
[0046]优选的，所述N个直流源的电气特性或者规格相同。
[0047]所述N个直流源的电气特性或者规格相同，则便于优化与其相连的子模块102的电气转换性能。
[0048]进一步地，所有直流源组中各直流源的电气特性或者规格相同，则便于与各直流源组对应相连的子模块102的选型或者模块化生产，利于所述级联多电平变换器的批量生产和应用。
[0049]优选的，如图3所示，N为2，所述直流源组中的两个直流源分别为第一直流源和第二直流源；每个子模块102为:与所述第一直流源和所述第二直流源相连的五电平变换模块。
[0050]具体的，如图4所示，所述五电平变换模块包括:第一电容C1、第二电容C2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4 ;第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5及第六开关管Q6均包括体二极管或者均反相并联一个二极管；其中:
[0051]第一电容C1的一端、第一开关管Q1的第一端、第三开关管Q3的第一端及第三二极管D3的阴极相连，连接点与所述第一直流源的正极相连；
[0052]第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端相连；
[0053]第二电容C2的一端、第六开关管Q6的第二端、第四二极管D4的阳极及第二开关管Q2的第二端相连，连接点与所述第二直流源的负极相连；
[0054]第三开关管Q3的第二端与第一二极管D1的阴极及第四开关管Q4的第一端相连；
[0055]第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极、第一电容C1的另一端及第二电容C2的另一端相连，连接点与所述第一直流源的负极及所述第二直流源的正极相连；
[0056]第二二极管D2的阳极与第五开关管Q5的第二端及第六开关管Q6的第一端相连；
[0057]第四开关管Q4的第二端与