第四二极管D4的阴极相连，连接点作为所述子模块的第一连接端；
[0058]第五开关管Q5的第一端与第三二极管D3的阳极相连，连接点作为所述子模块的第二连接端。
[0059]优选的，第一开关管Q1及第二开关管Q2为低电平导通的开关管；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为高电平导通的开关管。
[0060]优选的，第一电容C1及第二电容C2分别为多个电容并联或多个电容串并联组成。[0061 ] 或者，如图5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及第六开关管Q6 ;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:
[0062]第一开关管Q1的第一端与第三开关管Q3的第一端及第一电容C1的一端相连，连接点与所述第一直流源的正极相连；
[0063]第三开关管Q3的第二端与第六开关管Q6的第二端及第四开关管Q4的第一端相连，连接点作为所述子模块的第一连接端；
[0064]第六开关管Q6的第一端与第五开关管Q5的第一端相连；
[0065]第五开关管Q5的第二端与第一电容C1的另一端及第二电容C2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；
[0066]第二电容C2的另一端与第四开关管Q4的第二端及第二开关管Q2的第二端相连，连接点与所述第二直流源的负极相连；
[0067]第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端相连，连接点作为所述子模块的第二连接端。
[0068]优选的，第一开关管Q1及第二开关管Q2为低电平导通的开关管；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为高电平导通的开关管。
[0069]优选的，第一电容C1及第二电容C2分别为多个电容并联或多个电容串并联组成。
[0070]值得说明的是，图4或图5所示的子模块中的各个开关管可以为IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘棚.双极型功率管)管、M0S 管、IGCT(Intergrated GateCommutated Thyristors，集成棚.极换流晶闸管)管或者 IEGT(Inject1n Enhanced GateTransistor,电子注入增强门极晶体管)或者逆阻性IGBT反并联二极管等开关管；具体的型号选用及其驱动信号的来源可以视其应用环境而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。
[0071]值得说明的是，在具体的实际应用中，所述子模块的具体实现形式并不一定限定于图4或图5所示的拓扑结构，也可以根据具体情况进行适当的选用，只要能够实现相应的多电平输出即可，均在本申请的保护范围内，此处不再一一赘述。
[0072]每两个(或多个)直流源101与同一个子模块102相连，且子模块102中的多电平拓扑可以为四电平及以上多电平电路(如所述五电平变换模块)。
[0073]子模块102的拓扑中每个直流分压电容单独与一个直流源101相连，或者以两个分压电容串联后接入同一个直流源101，其中每个分压电容可以为多个电容并联或多个电容串并联组成。
[0074]同时子模块102中的多电平拓扑还可以由多种形式构成，如可以为I型或T型五电平电路构成，即两个直流源101输出五电平，一个电网周期内可以输出(2N+1)个电平(N为直流源101的总个数)，达到与传统级联多电平一样个数的输出电平效果，并且减少了子模块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。
[0075]图6所示为所述级联多电平变换器的一种具体应用连接拓扑，所述级联多电平变换器包括多个子模块102 ;每个子模块102，如图5所示，为与两个直流源101相连的五电平变换模块102。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111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Μ个子模块102的第二连接端与所述电网的另一端相连为大于2且小于Μ的正整数。
[0076]假设所述级联多电平变换器包括6个子模块102，那么直流源101的总个数为12，每个子模块102输出5个电平，12个直流源101在一个工频周期内共输出25个电平，与现有技术中的传统方案输出2Ν+1个电平可以达到一样的效果，并且减少了子模块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。
[0077]优选的，上述实施例中的所述直流源为光伏组件。
[0078]所述直流源为光伏组件时，所述级联多电平变换器为应用于光伏发电系统的变换器。当然，所述级联多电平变换器还可以应用于其他领域的电力变换场合，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
[0079]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种级联多电平变换器，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的级联多电平变换器，其特征在于，所述Ν个直流源的电气特性或者规格相同。3.根据权利要求2所述的级联多电平变换器，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的级联多电平变换器，其特征在于，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: 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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； 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。5.根据权利要求4所述的级联多电平变换器，其特征在于，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。6.根据权利要求4所述的级联多电平变换器，其特征在于，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。7.根据权利要求3所述的级联多电平变换器，其特征在于，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: 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； 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； 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； 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； 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； 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。8.根据权利要求7所述的级联多电平变换器，其特征在于，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。9.根据权利要求7所述的级联多电平变换器，其特征在于，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。10.根据权利要求1至9任一所述的级联多电平变换器，其特征在于，所述直流源为光伏组件。
【专利摘要】本实用新型提供一种级联多电平变换器，通过M个子模块的输出端依次串联；每个所述子模块的输入端与N个直流源相连；且所述子模块输出的电平数为(2N+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(2×M×N+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N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。
【IPC分类】H02M7/49
【公开号】CN205123613
【申请号】CN201520897708
【发明人】肖永利, 曾志槐, 薛丽英, 刘宝其
【申请人】阳光电源股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月5日