本發(fā)明涉及一種七電平逆變器，屬于電力電子功率變換領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

多電平功率變換技術(shù)一直是電力電子技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。隨著科技與工業(yè)的不斷發(fā)展，在實現(xiàn)中高壓大功率變換的解決方案中，多電平逆變器因其輸出波形總諧波畸變率低、功率器件開關(guān)頻率低、輸出電壓高逆變效率高、電磁干擾特性良好等特點，被廣泛應(yīng)用于高壓大容量電機(jī)驅(qū)動、中高壓交流調(diào)速、新能源發(fā)電、大功率無功補(bǔ)償和有源電力濾波等場合。

目前主要的多電平逆變器包括二極管嵌位式多電平逆變器、飛跨電容嵌位式多電平逆變器和級聯(lián)H橋式多電平逆變器。當(dāng)需要實現(xiàn)較高的電壓等級和電平數(shù)目時，二極管嵌位式多電平逆變器和飛跨電容嵌位式多電平逆變器所需的嵌位二極管器件或者嵌位電容器件數(shù)目將急劇增加，并且存在電容電壓平衡控制困難的問題。雖然級聯(lián)H橋式多電平逆變器比較容易實現(xiàn)較大的電平數(shù)目和電壓等級，但是隨著電壓等級的增加，級聯(lián)H橋式多電平逆變器級聯(lián)的單元數(shù)目也會增加，開關(guān)器件數(shù)量隨之增加。

近年來，研究結(jié)構(gòu)簡單、輸出電能質(zhì)量好、逆變效率高的多電平逆變器成為了熱點。在傳統(tǒng)多電平逆變器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，大量改進(jìn)的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被提出，旨在用更簡單的結(jié)構(gòu)、更低的制造成本實現(xiàn)更高電平數(shù)的輸出電壓和更好質(zhì)量的輸出電能，因此運(yùn)用開關(guān)電容電路的新型多電平逆變器便應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，為了實現(xiàn)用更簡單的結(jié)構(gòu)、更低的制造成本實現(xiàn)更高電平數(shù)的輸出電壓和更好質(zhì)量的輸出電能，本發(fā)明提供一種采用開關(guān)電容電路的七電平逆變器。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種七電平逆變器使用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的兩個開關(guān)電容組前后順序級聯(lián)，無需經(jīng)過變壓器就可以對對輸入直流電源進(jìn)行升壓。

一種七電平逆變器由直流電源、兩個開關(guān)電容組和一個全橋開關(guān)組構(gòu)成。兩個開關(guān)電容組前后順序級聯(lián)后連接全橋開關(guān)組；直流電源與并聯(lián)于前級開關(guān)電容組。

所述兩個開關(guān)電容組，即第一開關(guān)電容組和第二開關(guān)電容組結(jié)構(gòu)相同，都由一個開關(guān)電容、兩個功率開關(guān)管和三個不可控二極管構(gòu)成，

所述第一開關(guān)電容組由第一電容、第五開關(guān)管、第六開關(guān)管、第五二極管、第六二極管和第九二極管構(gòu)成；所述第九二極管的陽極與第五開關(guān)管的集電極相連于第三節(jié)點；第九二極管的陰極與第一電容的正極相連于第四節(jié)點；所述第一電容的負(fù)極同時與第五開關(guān)管的發(fā)射極、第六開關(guān)管的發(fā)射極相連于第五節(jié)點；所述第五開關(guān)管的集電極與第五二極管的陰極相連，第五開關(guān)管的發(fā)射極與第五二極管的陽極相連；所述第六開關(guān)管的發(fā)射極與第六二極管的陽極相連，第六開關(guān)管集電極與第六二極管的陰極相連于第六節(jié)點。

所述第一開關(guān)電容組的第一電容充滿能量時，其上的電壓與所述直流電源上的電壓相等；

所述第五開關(guān)管和第六開關(guān)管為互補(bǔ)運(yùn)行方式，不能同時導(dǎo)通；

所述第九二極管的作用為限制第一電容上的電流反向流向直流電源。

所述第二開關(guān)電容組由第二電容、第七開關(guān)管、第八開關(guān)管、第七二極管、第八二極管和第十二極管構(gòu)成；所述第十二極管的陽極與第七開關(guān)管的集電極相連于第七節(jié)點；第十二極管的陰極與第二電容的正極相連于第八節(jié)點；所述第二電容的負(fù)極同時與第七開關(guān)管的發(fā)射極和第八開關(guān)管的發(fā)射極相連；所述第七開關(guān)管的集電極與第七二極管的陰極相連，第七開關(guān)管的發(fā)射極與第七二極管的陽極相連；所述第八開關(guān)管的發(fā)射極與第八二極管的陽極相連，第八開關(guān)管集電極與第八二極管的陰極相連于第九節(jié)點。

所述第二開關(guān)電容組的第二電容充滿能量時，其上的電壓與所述直流電源上的電壓相等；

所述第七開關(guān)管和第八開關(guān)管為互補(bǔ)運(yùn)行方式，不能同時導(dǎo)通；

所述第十二極管的作用為限制第二電容上的電流反向流向第一開關(guān)電容組。

所述全橋開關(guān)組由第一開關(guān)管、第三開關(guān)管、第一二極管和第三二極管組成全橋開關(guān)組第一橋臂，由第二開關(guān)管、第四開關(guān)管、第二二極管和第四二極管組成全橋開關(guān)組第二橋臂；所述的第一開關(guān)管的集電極同時與第一二極管的陰極和第一節(jié)點相連，第一開關(guān)管的發(fā)射極與第一二極管的陽極相連；所述的第三開關(guān)管的集電極與第三二極管的陰極相連，第三開關(guān)管的發(fā)射極同時與第三二極管的陽極和第二節(jié)點相連；所述的第一二極管的陰極與第二開關(guān)管的集電極相連，第一二極管的陽極與第三二極管的陰極相連；所述的第三二極管的陽極與第四開關(guān)管的發(fā)射極相連；所述的第二開關(guān)管的集電極與第二二極管的陰極相連，第二開關(guān)管的發(fā)射極與第二二極管的陽極相連；所述的第四開關(guān)管的集電極與第四二極管的陰極相連，第四開關(guān)管的發(fā)射極與第四二極管的陽極相連；所述的第二二極管的陽極與第四二極管的陰極相連；所述的全橋開關(guān)組第一橋臂中點和第二橋臂中點分別為逆變器輸出正負(fù)端。

所述直流電源正極與第一開關(guān)電容組的第三節(jié)點相連，直流電源的負(fù)極同時與第一開關(guān)電容組的第六節(jié)點和全橋開關(guān)組的第二節(jié)點相連；第一開關(guān)電容組與第二開關(guān)電容組前后順序級聯(lián)；所述第一開關(guān)電容組的第四節(jié)點與第二開關(guān)電容組的第七節(jié)點相連，第一開關(guān)電容組的第五節(jié)點與第二開關(guān)電容組的第九節(jié)點相連；所述第二開關(guān)電容組的第八節(jié)點與全橋開關(guān)組的第一節(jié)點相連。

所述第一~第八開關(guān)管采用MOSFET管、PowerMosfet管、CoolMosfet管或IGBT管中的任意一種；所述第一~第八反并聯(lián)二極管為獨立二極管或功率開關(guān)管內(nèi)部自帶的二極管。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明提供了一種采用開關(guān)電容電路的七電平逆變器，使用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的兩個開關(guān)電容組前后順序級聯(lián)，不僅無需經(jīng)過變壓器就可以對輸入直流電源進(jìn)行升壓，同時還有利于開關(guān)電容組的模塊化生產(chǎn)和多電平逆變器拓展；相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的七電平逆變器，在相同輸出電壓等級下，減少了系統(tǒng)中開關(guān)元件數(shù)目、提高了輸出波形質(zhì)量、有效降低了諧波含量和電磁干擾，且在大小功率場合均能達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)效率的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出的七電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示七電平逆變器的第一種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖3是圖1所示七電平逆變器的第二種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖4是圖1所示七電平逆變器的第三種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖5是圖1所示七電平逆變器的第四種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖6是圖1所示七電平逆變器的第五種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖7是圖1所示七電平逆變器的第六種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖8是圖1所示七電平逆變器的第七種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖9是圖1所示七電平逆變器的第八種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖10是圖1所示七電平逆變器的第九種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖11是圖1所示七電平逆變器的第十種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖；

圖12是一種拓展的多電平逆變器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下參考附圖，給出了本發(fā)明的可選實施方式的具體描述。

圖1所示為本發(fā)明的七電平逆變器結(jié)構(gòu)示意圖。所述逆變器由直流電源、全橋開關(guān)組SW、第一開關(guān)電容組SC1和第二開關(guān)電容組SC2構(gòu)成。

本實施例逆變器的兩個開關(guān)電容組，即第一開關(guān)電容組SC1和第二開關(guān)電容組SC2結(jié)構(gòu)相同，都由一個開關(guān)電容、兩個功率開關(guān)管和三個不可控二極管構(gòu)成。

本實施例逆變器的第一開關(guān)電容組SC1由第一電容C1、第五開關(guān)管S5、第六開關(guān)管S6、第五二極管D5、第六二極管D6和第九二極管D9構(gòu)成。所述的第九二極管D9的陽極同時與第五開關(guān)管S5的集電極和第三節(jié)點Q3相連，第九二極管D9的陰極同時與第一電容C1的正極和第四節(jié)點Q4相連；所述的第一電容C1的負(fù)極同時與第五開關(guān)管S5的發(fā)射極、第六開關(guān)管S6的發(fā)射極和第五節(jié)點Q5相連；所述的第五開關(guān)管S5的集電極與第五二極管D5的陰極相連，第五開關(guān)管S5的發(fā)射極與第五二極管D5的陽極相連；所述的第六開關(guān)管S6的發(fā)射極與第六二極管D6的陽極相連，第六開關(guān)管S6的集電極同時與第六二極管D6的陰極和第六節(jié)點Q6相連。

本實施例逆變器的第二開關(guān)電容組SC2由第二電容C2、第七開關(guān)管S7、第八開關(guān)管S8、第七二極管D7、第八二極管D8和第十二極管D10構(gòu)成。所述的第十二極管D10的陽極同時與第七開關(guān)管S7的集電極和第七節(jié)點Q7相連，第十二極管D10的陰極同時與第二電容C2的正極和第八節(jié)點Q8相連；所述的第二電容C2的負(fù)極同時與第七開關(guān)管S7的發(fā)射極和第八開關(guān)管S8的發(fā)射極相連；所述的第七開關(guān)管S7的集電極與第七二極管D7的陰極相連，第七開關(guān)管S7的發(fā)射極與第七二極管D7的陽極相連；所述的第八開關(guān)管S8的發(fā)射極與第八二極管D8的陽極相連，第八開關(guān)管S8集電極同時與第八二極管D8的陰極和第九節(jié)點Q9相連。

本實施例逆變器的兩個開關(guān)電容，即第一開關(guān)電容組SC1的第一電容C1和第二開關(guān)電容組SC2的第二電容C2充滿能量時，其上的電壓與直流電源上的電壓相等。

本實施例逆變器的第一開關(guān)電容組SC1的第五開關(guān)管S5和第六開關(guān)管S6為互補(bǔ)運(yùn)行方式，不能同時導(dǎo)通。

本實施例逆變器的第二開關(guān)電容組SC2的第七開關(guān)管S7和第八開關(guān)管S8為互補(bǔ)運(yùn)行方式，不能同時導(dǎo)通。

本實施例逆變器的第一開關(guān)電容組SC1的第九二極管D9的作用為限制第一電容C1上的電流反向流向直流電源。

本實施例逆變器的第二開關(guān)電容組SC2的第十二極管D10的作用為限制第二電容C2上的電流反向流向第一開關(guān)電容組SC1。

本實施例逆變器的全橋開關(guān)組SW為傳統(tǒng)全橋結(jié)構(gòu)，由第一開關(guān)管S1、第三開關(guān)管S3、第一二極管D1和第三二極管D3組成全橋開關(guān)組SW的第一橋臂，由第二開關(guān)管S2、第四開關(guān)管S4、第二二極管D2和第四二極管D4組成全橋開關(guān)組SW的第二橋臂。所述的第一開關(guān)管S1的集電極同時與第一二極管D1的陰極和第一節(jié)點Q1相連，第一開關(guān)管S1的發(fā)射極與第一二極管D1的陽極相連；所述的第三開關(guān)管S3的集電極與第三二極管D3的陰極相連，第三開關(guān)管S3的發(fā)射極同時與第三二極管D3的陽極和第二節(jié)點Q2相連；所述的第一二極管D1的陰極與第二開關(guān)管S2的集電極相連，第一二極管D1的陽極與第三二極管D3的陰極相連；所述的第三二極管D3的陽極與第四開關(guān)管S4的發(fā)射極相連；所述的第二開關(guān)管S2的集電極與第二二極管D2的陰極相連，第二開關(guān)管S2的發(fā)射極與第二二極管D2的陽極相連；所述的第四開關(guān)管S4的集電極與第四二極管D4的陰極相連，第四開關(guān)管S4的發(fā)射極與第四二極管D4的陽極相連；所述的第二二極管D2的陽極與第四二極管D4的陰極相連；所述的全橋開關(guān)組SW的第一橋臂中點和第二橋臂中點分別為逆變器輸出正負(fù)端。

本實施例逆變器的直流電源正極與第一開關(guān)電容組SC1的第三節(jié)點Q3相連，直流電源的負(fù)極同時與第一開關(guān)電容組SC1的第六節(jié)點Q6和全橋開關(guān)組SW的第二節(jié)點Q2相連。

本實施例逆變器的第一開關(guān)電容組SC1與第二開關(guān)電容組SC2前后順序級聯(lián)；所述的第一開關(guān)電容組SC1的第四節(jié)點Q4與第二開關(guān)電容組SC2的第七節(jié)點Q7相連，第一開關(guān)電容組SC1的第五節(jié)點Q5與第二開關(guān)電容組SC2的第九節(jié)點Q9相連。

本實施例逆變器的第二開關(guān)電容組SC2的第八節(jié)點Q8與全橋開關(guān)組SW的第一節(jié)點Q1相連。

圖2至圖11所示為七電平逆變器的十種主要開關(guān)狀態(tài)示意圖。

設(shè)逆變器直流電源上的直流電壓為E，兩個開關(guān)電容即第一電容C1和第二電容C2上的直流電壓都為E，逆變器的控制方式和十種主要的開關(guān)狀態(tài)如下：

1）第一種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通、開關(guān)管S2關(guān)斷、開關(guān)管S3關(guān)斷、開關(guān)管S4導(dǎo)通、開關(guān)管S5導(dǎo)通、開關(guān)管S6關(guān)斷、開關(guān)管S7導(dǎo)通、開關(guān)管S8關(guān)斷，如圖2所示，直流電源與第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為3E，七電平逆變器端口的輸出電壓為3E。此時，如果電流方向為正，如圖2中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第一開關(guān)管S1、負(fù)載和第四開關(guān)管S4回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第四二極管D4、負(fù)載和第一二極管D1回到第一節(jié)點Q1。

2）第二種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通、開關(guān)管S2關(guān)斷、開關(guān)管S3關(guān)斷、開關(guān)管S4導(dǎo)通、開關(guān)管S5導(dǎo)通、開關(guān)管S6關(guān)斷、開關(guān)管S7關(guān)斷、開關(guān)管S8導(dǎo)通，如圖3所示，第一電容C1先和第二電容C2并聯(lián)再與直流電源串聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為2E，七電平逆變器端口的輸出電壓為2E。此時，如果電流方向為正，如圖3中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第一開關(guān)管S1、負(fù)載和第四開關(guān)管S4回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第四二極管D4、負(fù)載和第一二極管D1回到第一節(jié)點Q1。

3）第三種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通、開關(guān)管S2關(guān)斷、開關(guān)管S3關(guān)斷、開關(guān)管S4導(dǎo)通、開關(guān)管S5關(guān)斷、開關(guān)管S6導(dǎo)通、開關(guān)管S7導(dǎo)通、開關(guān)管S8關(guān)斷，如圖4所示，直流電源先與第一電容C1并聯(lián)再與第二電容C2串聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為2E，七電平逆變器端口的輸出電壓為2E。此時，如果電流方向為正，如圖4中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第一開關(guān)管S1、負(fù)載和第四開關(guān)管S4回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第四二極管D4、負(fù)載和第一二極管D1回到第一節(jié)點Q1。

4）第四種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通、開關(guān)管S2關(guān)斷、開關(guān)管S3關(guān)斷、開關(guān)管S4導(dǎo)通、開關(guān)管S5關(guān)斷、開關(guān)管S6導(dǎo)通、開關(guān)管S7關(guān)斷、開關(guān)管S8導(dǎo)通，如圖5所示，直流電源與第一電容C1和第二電容C2并聯(lián)，，等效直流側(cè)電壓為E，七電平逆變器端口的輸出電壓為E。此時，如果電流方向為正，如圖5中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第一開關(guān)管S1、負(fù)載和第四開關(guān)管S4回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第四二極管D4、負(fù)載和第一二極管D1回到第一節(jié)點Q1。

5）第五種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1導(dǎo)通、開關(guān)管S2導(dǎo)通、開關(guān)管S3關(guān)斷、開關(guān)管S4關(guān)斷，如圖6所示，七電平逆變器端口的輸出電壓為0+。

6）第六種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1關(guān)斷、開關(guān)管S2關(guān)斷、開關(guān)管S3導(dǎo)通、開關(guān)管S4導(dǎo)通，如圖7所示，七電平逆變器端口的輸出電壓為0-。

7）第七種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1關(guān)斷、開關(guān)管S2導(dǎo)通、開關(guān)管S3導(dǎo)通、開關(guān)管S4關(guān)斷、開關(guān)管S5關(guān)斷、開關(guān)管S6導(dǎo)通、開關(guān)管S7關(guān)斷、開關(guān)管S8導(dǎo)通，如圖8所示，直流電源與第一電容C1和第二電容C2并聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為E，七電平逆變器端口的輸出電壓為-E。此時，如果電流方向為正，如圖8中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第二開關(guān)管S2、負(fù)載和第三開關(guān)管S3回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第三二極管D3、負(fù)載和第二二極管D2回到第一節(jié)點Q1。

8）第八種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1關(guān)斷、開關(guān)管S2導(dǎo)通、開關(guān)管S3導(dǎo)通、開關(guān)管S4關(guān)斷、開關(guān)管S5關(guān)斷、開關(guān)管S6導(dǎo)通、開關(guān)管S7導(dǎo)通、開關(guān)管S8關(guān)斷，如圖9所示，直流電源先與第一電容C1并聯(lián)再與第二電容C2串聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為2E，七電平逆變器端口的輸出電壓為-2E。此時，如果電流方向為正，如圖9中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第二開關(guān)管S2、負(fù)載和第三開關(guān)管S3回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第三二極管D3、負(fù)載和第二二極管D2回到第一節(jié)點Q1。

9）第九種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1關(guān)斷、開關(guān)管S2導(dǎo)通、開關(guān)管S3導(dǎo)通、開關(guān)管S4關(guān)斷、開關(guān)管S5導(dǎo)通、開關(guān)管S6關(guān)斷、開關(guān)管S7關(guān)斷、開關(guān)管S8導(dǎo)通，如圖10所示，第一電容C1先和第二電容C2并聯(lián)再與直流電源串聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為2E，七電平逆變器端口的輸出電壓為-2E。此時，如果電流方向為正，如圖10中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第二開關(guān)管S2、負(fù)載和第三開關(guān)管S3回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第三二極管D3、負(fù)載和第二二極管D2回到第一節(jié)點Q1。

10）第十種開關(guān)狀態(tài)

當(dāng)開關(guān)管S1關(guān)斷、開關(guān)管S2導(dǎo)通、開關(guān)管S3導(dǎo)通、開關(guān)管S4關(guān)斷、開關(guān)管S5導(dǎo)通、開關(guān)管S6關(guān)斷、開關(guān)管S7導(dǎo)通、開關(guān)管S8關(guān)斷，如圖11所示，直流電源與第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)，等效直流側(cè)電壓為3E，七電平逆變器端口的輸出電壓為-3E。此時，如果電流方向為正，如圖11中的實線箭頭所示，電流經(jīng)過第二開關(guān)管S2、負(fù)載和第三開關(guān)管S3回到第二節(jié)點Q2；如果電流方向為負(fù)，如虛線箭頭所示，則電流經(jīng)過第三二極管D3、負(fù)載和第二二極管D2回到第一節(jié)點Q1。

如上所述，七電平逆變器有十種主要開關(guān)狀態(tài)，可以輸出3E、2E、E、0、-E、-2E和-3E七種電壓電平。應(yīng)當(dāng)理解的是，2E和-2E兩種輸出電平都分別包含兩種主要開關(guān)狀態(tài)，0輸出電平包含等效直流側(cè)電壓為3E、2E、E和0時的多種開關(guān)狀態(tài)，這些冗余的開關(guān)狀態(tài)可以提高逆變器控制的靈活性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施方式結(jié)構(gòu)中的各個功率開關(guān)管有多種選擇，可采用MOSFET管、PowerMosfet管、CoolMosfet管、IGBT管中的任意一種。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施方式結(jié)構(gòu)中的各個反并聯(lián)二極管為獨立二極管或功率開關(guān)管內(nèi)部自帶的二極管。

圖12示出了一種拓展的多電平逆變器結(jié)構(gòu)示意圖，其開關(guān)電容電路部分的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與本發(fā)明的七電平逆變器相同，由N個開關(guān)電容組構(gòu)成，前一開關(guān)電容組與后一開關(guān)電容組前后順序級聯(lián)，其控制原理也與本發(fā)明的七電平逆變器相同；通過控制多電平逆變器的開關(guān)狀態(tài)，可以輸出2N+3種電壓電平。

由于本發(fā)明的七電平逆變器采用了開關(guān)電容電路，使用了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的兩個開關(guān)電容組前后順序級聯(lián)，不僅無需經(jīng)過變壓器就可以對輸入直流電源進(jìn)行升壓，同時還有利于開關(guān)電容組的模塊化生產(chǎn)和多電平逆變器拓展；相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的七電平逆變器，在相同輸出電壓等級下，減少了系統(tǒng)中開關(guān)元件數(shù)目、提高了輸出波形質(zhì)量、有效降低了諧波含量和電磁干擾，且在大小功率場合均能達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)效率的目的。