本發(fā)明涉及換流器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種模塊化多電平半橋換流器。

背景技術(shù)：

模塊化多電平半橋換流器多應(yīng)用于中高壓領(lǐng)域，為了保證模塊化多電平半橋換流器的正常運(yùn)行，需要將模塊化多電平中的子模塊的電壓均衡在額定電壓附近。請參照圖1和圖2，其中，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種模塊化多電平半橋換流器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1提供的一種模塊化多電平半橋換流器中的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊由兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)和一個(gè)并聯(lián)在串聯(lián)的開關(guān)的兩端的穩(wěn)壓電容構(gòu)成，其中，一個(gè)開關(guān)包括一個(gè)IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)及其反并聯(lián)二極管。

均壓方案要求模塊化多電平半橋換流器的六個(gè)橋臂在任意電角度下均有足夠多的可供選擇投入或者切除的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊?，F(xiàn)有技術(shù)中會將模塊化多電平半橋換流器的額定調(diào)制比選擇在0.8-0.85之間，但由于額定調(diào)制比低，從而導(dǎo)致在標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的額定電壓一定的情況下所需的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的數(shù)量多，大大提高了換流器的成本。由于現(xiàn)有技術(shù)中模塊化多電平半橋換流器不能實(shí)現(xiàn)自均壓，對其采用的均壓方案是通過將其每個(gè)橋臂上的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊分成多組，采取每組輪換導(dǎo)通的方式來實(shí)現(xiàn)均壓，具體地，通過實(shí)時(shí)采集各標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的電容電壓值，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊電壓排序，再根據(jù)橋臂電流方向決定投入電容電壓偏低還是偏高的子模塊。

但這就導(dǎo)致現(xiàn)有均壓方案的開關(guān)頻率超過工頻(注：工頻開關(guān)頻率即為開關(guān)在0.02秒內(nèi)進(jìn)行開和關(guān)的操作各一次)，一般約為兩倍的工頻，造成換流器的開關(guān)損耗增加。同時(shí)也要求控制系統(tǒng)較短的周期來進(jìn)行子模塊電壓監(jiān)視和標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的輪換，這對實(shí)時(shí)測量和控制系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)算能力有較高要求，在標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊數(shù)量多的應(yīng)用下，控制系統(tǒng)的運(yùn)算能力易成為瓶頸。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的模塊化多電平半橋換流器是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種模塊化多電平半橋換流器,無需降低額定電壓調(diào)制比，大幅度提高了額定電壓調(diào)制比，在相同交、直流額定電壓下，減少了每個(gè)橋臂子模塊數(shù)量，大大降低了成本。另一方面，開關(guān)頻率嚴(yán)格保持在工頻，使開關(guān)損耗最小化。最后，由于換流器子模塊實(shí)現(xiàn)了自然均壓，簡化了調(diào)制算法，降低了對控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種模塊化多電平半橋換流器，所述模塊化多電平半橋換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊，N為不小于2的整數(shù)，每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)中IGBT的發(fā)射極與所述第二開關(guān)中IGBT的集電極連接；

每個(gè)上橋臂中從直流側(cè)至交流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊以及每個(gè)下橋臂中從交流側(cè)至直流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊均還包括第三開關(guān)，所述第三開關(guān)中IGBT的集電極與本模塊中的第一開關(guān)中IGBT的集電極連接，所述第三開關(guān)中IGBT的發(fā)射極與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)中IGBT的集電極連接；在所述上橋臂中，所述標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)互補(bǔ)投切，在所述下橋臂中，所述標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)與本模塊中的第一開關(guān)互補(bǔ)投切。

優(yōu)選地，每一橋臂中，最靠近交流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值大于最靠近直流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值，且其中的任意相鄰兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中，靠近交流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值不小于靠近直流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值。

優(yōu)選地，每一橋臂中，N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的N個(gè)穩(wěn)壓電容被分成M組，其中，M為大于2且小于N的整數(shù)，從交流側(cè)到直流側(cè)方向依次為第一組、第二組…直至第M組，每組中的穩(wěn)壓電容的容值相等，其中，第一組中穩(wěn)壓電容的容值＞第二組中的穩(wěn)壓電容的容值≥….≥第M組中的穩(wěn)壓電容的容值。

優(yōu)選地，M取4。

優(yōu)選地，M取5。

優(yōu)選地，每一橋臂的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊還包括：

與所述穩(wěn)壓電容并聯(lián)的穩(wěn)壓電阻；

則所有第三開關(guān)僅在所在橋臂上的全部標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊全部切除的時(shí)候才同步閉合，保持預(yù)設(shè)時(shí)間后再同步斷開，其中，所述預(yù)設(shè)時(shí)間不大于一個(gè)60°電角度。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為100-200微秒。

本發(fā)明提供了一種模塊化多電平半橋換流器，模塊化多電平半橋換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)中IGBT的發(fā)射極與第二開關(guān)中IGBT的集電極連接；每個(gè)上橋臂中從直流側(cè)至交流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊以及每個(gè)下橋臂中從交流側(cè)至直流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊均還包括第三開關(guān)，第三開關(guān)中IGBT的集電極與本模塊中的第一開關(guān)中IGBT的集電極連接，第三開關(guān)中IGBT的發(fā)射極與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)中IGBT的集電極連接；在上橋臂中，標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)互補(bǔ)投切，在下橋臂中，標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)與本模塊中的第一開關(guān)互補(bǔ)投切。

可見，對于本發(fā)明提供的模塊化多電平半橋換流器，任一個(gè)橋臂總會存在在一個(gè)60°電角度中其中的全部標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊會全部切除，在此過程中，由于第三開關(guān)中IGBT的閉合，該橋臂上的N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的N個(gè)穩(wěn)壓電容會分別并聯(lián)，最終使得所有的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊都被均壓在N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的容值與其電壓之積的和除以容值算數(shù)和，則一方面，本發(fā)明無需降低額定電壓調(diào)制比，大幅度提高了額定電壓調(diào)制比，在相同交、直流額定電壓下，減少了每個(gè)橋臂子模塊數(shù)量，大大降低了成本。另一方面，開關(guān)頻率嚴(yán)格保持在工頻，使開關(guān)損耗最小化。最后，由于換流器子模塊實(shí)現(xiàn)了自然均壓，簡化了調(diào)制算法，降低了對控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種模塊化多電平半橋換流器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1提供的一種模塊化多電平半橋換流器中的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種采用圖3中提供的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的模塊化多電平半橋換流器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種模塊化多電平半橋換流器,無需降低額定電壓調(diào)制比，大幅度提高了額定電壓調(diào)制比，在相同交、直流額定電壓下，減少了每個(gè)橋臂子模塊數(shù)量，大大降低了成本。另一方面，開關(guān)頻率嚴(yán)格保持在工頻，使開關(guān)損耗最小化。最后，由于換流器子模塊實(shí)現(xiàn)了自然均壓，簡化了調(diào)制算法，降低了對控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參照圖3和圖4，其中，圖3為本發(fā)明提供的一種標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明提供的一種采用圖3中提供的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊的模塊化多電平半橋換流器結(jié)構(gòu)示意圖。

該模塊化多電平半橋換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊，N為不小于2的整數(shù)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊包括第一開關(guān)1和第二開關(guān)2，第一開關(guān)1中IGBT的發(fā)射極與第二開關(guān)2中IGBT的集電極連接；

每個(gè)上橋臂中從直流側(cè)至交流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊以及每個(gè)下橋臂中從交流側(cè)至直流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊均還包括第三開關(guān)3，第三開關(guān)3中IGBT的集電極與本模塊中的第一開關(guān)1中IGBT的集電極連接，第三開關(guān)3中IGBT的發(fā)射極與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)1中IGBT的集電極連接；在上橋臂中，標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)3與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)1互補(bǔ)投切，在下橋臂中，標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)3與本模塊中的第一開關(guān)1互補(bǔ)投切。

首先需要說明的是，本申請中提及的開關(guān)均是指由IGBT及其反并聯(lián)二極管構(gòu)成的開關(guān)，每個(gè)子模塊的第一開關(guān)與第二開關(guān)互補(bǔ)投切，另外，第一開關(guān)1閉合和第二開關(guān)2斷開則表示該兩個(gè)開關(guān)所在的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊被投入，而第一開關(guān)1斷開和第二開關(guān)2閉合則表示該兩個(gè)開關(guān)所在的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊被切除；調(diào)制過程中，每一相投入子模塊的數(shù)量恒等于切除子模塊的數(shù)量。

可以理解的是，控制系統(tǒng)在對換流器進(jìn)行調(diào)制時(shí)，任一個(gè)橋臂中存在未被投入的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊時(shí)，由于未被投入的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)3會閉合，從而未被投入的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容會并聯(lián)，則此時(shí)未被投入的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊會進(jìn)行自均壓，均壓值由容值與其電壓之積的和除以容值算數(shù)和決定。

另外，對于任意一個(gè)橋臂，調(diào)制算法可以保證，在360°電周期(0.02s)中總會存在一個(gè)60°電角度(0.02s/6＝0.0033s＝3300us)，該橋臂上的所有標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊切除，則該橋臂上的所有標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容并聯(lián)，在該電角度內(nèi)，該橋臂上的所有標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊會進(jìn)行自均壓，同理，均壓值由容值與其電壓之積的和除以容值算數(shù)和決定，也即：

其中，C₁、C₂…C_N分別為一個(gè)橋臂上所有被切除的N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的N個(gè)穩(wěn)壓電容的容值，U₁、U₂…U_N分別為上述N個(gè)穩(wěn)壓電容兩端的電壓值。

在調(diào)制過程中，每個(gè)橋臂都嚴(yán)格按照工頻頻率進(jìn)行開關(guān)投切。

當(dāng)直流極間電壓與交流相間電壓最大值之比等于1時(shí)，每個(gè)橋臂子模塊的投切順序均按照子模塊的電氣連接順序進(jìn)行(由上至下或由下至上)。

當(dāng)直流極間電壓與交流相間電壓最大值之比大于1時(shí)，橋臂合成交流電壓所需的子模塊將不覆蓋最靠近直流正負(fù)極的數(shù)個(gè)子模塊，在此類情形下，橋臂投入子模塊按步運(yùn)行到最靠近直流正負(fù)極的子模塊后，將進(jìn)行一個(gè)跳步運(yùn)行，使該橋臂的子模塊全部投入，并使該橋臂所對應(yīng)上或下橋臂的子模塊全部退出，在任一相進(jìn)行跳步運(yùn)行時(shí)，其它兩相也同時(shí)進(jìn)行同方向和同步數(shù)的跳步運(yùn)行。

下面舉個(gè)具體例子來說明，假設(shè)該換流器的每個(gè)橋臂上有20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊，從交流側(cè)至直流側(cè)方向依次為1號至20號，因?yàn)橹绷鳂O間電壓與交流相間電壓最大值之比大于1時(shí)，橋臂合成交流電壓所需的子模塊將不需要所有的子模塊參與交流電壓合成，因此，假設(shè)A相對應(yīng)的橋臂投入子模塊按步運(yùn)行到最靠近直流正負(fù)極的子模塊后，也即A相對應(yīng)的上橋臂1-18號被投入，下橋臂1和2號被投入，B相對應(yīng)的上橋臂1和2號被投入，下橋臂1和18號被投入，C相對應(yīng)的上橋臂1-10號被投入，下橋臂1至10號被投入，則此時(shí)進(jìn)行跳步運(yùn)行，其它兩相也同時(shí)進(jìn)行同方向和同步數(shù)的跳步運(yùn)行，也即將A相對應(yīng)的上橋臂中的19號和20號強(qiáng)制投入，將B相對應(yīng)的上橋臂中的3號和4號強(qiáng)制投入，將C相對應(yīng)的上橋臂中的11號和12號強(qiáng)制投入，則此時(shí)A相對應(yīng)的上橋臂1-20號被投入，下橋臂全部被切除，B相對應(yīng)的上橋臂1和4號被投入，下橋臂1和16號被投入，C相對應(yīng)的上橋臂1-12號被投入，下橋臂1至8號被投入，則A相對應(yīng)的下橋臂進(jìn)行自均壓。

作為優(yōu)選地，每一橋臂中，最靠近交流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值大于最靠近直流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值，且其中的任意相鄰兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中，靠近交流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值不小于靠近直流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值。

可以理解的是，在對換流器中的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊進(jìn)行自均壓的同時(shí)還要求保證所有的穩(wěn)壓電容不會過充也不會過放。實(shí)際應(yīng)用中，靠近交流側(cè)的穩(wěn)壓電容更容易出現(xiàn)過充或者過放，而靠近直流側(cè)的穩(wěn)壓電容則不太容易出現(xiàn)過充或者過放，因此，對于靠近交流側(cè)的穩(wěn)壓電容的容值要求較高，對于靠近直流側(cè)的穩(wěn)壓電容的容值要求較低。

現(xiàn)有技術(shù)中為了防止穩(wěn)壓電容的過充或者過放是采用多組標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊進(jìn)行輪換導(dǎo)通且要求控制系統(tǒng)以100微秒或者更短的周期來進(jìn)行子模塊電壓監(jiān)視和輪換。這就對控制系統(tǒng)的運(yùn)算能力提出了更高的要求。另外，由于現(xiàn)有技術(shù)中的模塊化多電平半橋換流器不能實(shí)現(xiàn)自均壓，這就要求所有標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容的容值相等，而由于靠近直流側(cè)的穩(wěn)壓電容的容值實(shí)際上不需要太大，但靠近交流側(cè)的穩(wěn)壓電容的容值要求很大，因此，為了統(tǒng)一，所有的穩(wěn)壓電容只能按照交流側(cè)的容值要求最高、最大需求來配置，從而大大地增大了整個(gè)橋臂所需的電容總量。

本申請中，采用非等值的子模塊電容部署來實(shí)現(xiàn)子模塊電壓波動(dòng)的抑制，各個(gè)子模塊的電容值可以按照各自的充放電的特點(diǎn)進(jìn)行非等值的部署，使交流側(cè)子模塊的電容值大于直流側(cè)子模塊的電容值。也即選用容值較大的穩(wěn)壓電容應(yīng)用到靠近交流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中，而選用容值較小的穩(wěn)壓電容應(yīng)用到靠近直流側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中，從而即有效防止了穩(wěn)壓電容出現(xiàn)過充或者過放的現(xiàn)象的產(chǎn)生，還使得在相同額定電流和子模塊電壓波動(dòng)下，優(yōu)化后的非等值電容部署比等值電容部署可以減小整個(gè)橋臂所需的電容總量。

作為優(yōu)選地，每一橋臂中，N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的N個(gè)穩(wěn)壓電容被分成M組，其中，M為大于2且小于N的整數(shù)，從交流側(cè)到直流側(cè)方向依次為第一組、第二組…直至第M組，每組中的穩(wěn)壓電容的容值相等，其中，第一組中穩(wěn)壓電容的容值＞第二組中的穩(wěn)壓電容的容值≥….≥第M組中的穩(wěn)壓電容的容值。

需要說明的是，這里對于將N個(gè)穩(wěn)壓電容具體分為幾個(gè)階級本發(fā)明在此不做特別的限定，根據(jù)實(shí)際情況來定。

作為優(yōu)選地，M取4。

作為優(yōu)選地，M取5。

當(dāng)然，這里的M還可以取其他數(shù)值，本發(fā)明在此不做特別的限定，根據(jù)實(shí)際情況來定。

作為優(yōu)選地，每一橋臂的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊還包括：

與穩(wěn)壓電容并聯(lián)的穩(wěn)壓電阻；

則所有第三開關(guān)3僅在所在橋臂上的全部標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊全部切除的時(shí)候才同步閉合，保持預(yù)設(shè)時(shí)間后再同步斷開，其中，預(yù)設(shè)時(shí)間不大于一個(gè)60°電角度。

作為優(yōu)選地，預(yù)設(shè)時(shí)間為100-200微秒。

可以理解的是，在實(shí)際工程應(yīng)用中，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的穩(wěn)壓電容一般均并聯(lián)有等值的均壓電阻，阻值在幾十千歐。在標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊均壓的過程中，均壓電阻會消耗能量。

因此，為了減少能量損失和子模塊電壓損失，這里限定單個(gè)橋臂上的所有第三開關(guān)3應(yīng)僅在該橋臂的所有標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊全部退出的時(shí)候才同步閉合，保持100-200微秒(可視均壓回路的時(shí)間場數(shù)而定，時(shí)間越短，均壓電阻消耗的能量越少)，然后再同步分開。

當(dāng)然，這里也可以保持其他時(shí)間，只要不超過60°電角度即可。

本發(fā)明提供了一種模塊化多電平半橋換流器，模塊化多電平半橋換流器的每個(gè)橋臂均包括N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)中IGBT的發(fā)射極與第二開關(guān)中IGBT的集電極連接；每個(gè)上橋臂中從直流側(cè)至交流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊以及每個(gè)下橋臂中從交流側(cè)至直流側(cè)方向的前N-1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊均還包括第三開關(guān)，第三開關(guān)中IGBT的集電極與本模塊中的第一開關(guān)中IGBT的集電極連接，第三開關(guān)中IGBT的發(fā)射極與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)中IGBT的集電極連接；在上橋臂中，標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)與相鄰較低電位標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第一開關(guān)互補(bǔ)投切，在下橋臂中，標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的第三開關(guān)與本模塊中的第一開關(guān)互補(bǔ)投切。

可見，對于本發(fā)明提供的模塊化多電平半橋換流器，任一個(gè)橋臂總會存在在一個(gè)60°電角度中其中的全部標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊會全部切除，在此過程中，由于第三開關(guān)中IGBT的閉合，該橋臂上的N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊中的N個(gè)穩(wěn)壓電容會分別并聯(lián)，最終使得所有的標(biāo)準(zhǔn)半橋子模塊都被均壓在容值與其電壓之積的和除以容值算數(shù)和，則一方面，本發(fā)明無需降低額定電壓調(diào)制比，大幅度提高了額定電壓調(diào)制比，在相同交、直流額定電壓下，減少了每個(gè)橋臂子模塊數(shù)量，大大降低了成本。另一方面，開關(guān)頻率嚴(yán)格保持在工頻，使開關(guān)損耗最小化。最后，由于換流器子模塊實(shí)現(xiàn)了自然均壓，簡化了調(diào)制算法，降低了對控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算的需求。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。