多电平逆变器拓扑发展趋势，电压应力小

　　在目前的研究方案中，研究人员专注于为多电平逆变器设计一种新的拓扑结构，减少可再生能源应用中的电力电子开关数量[55-60]。本节已经回顾了许多拓扑结构，最近在知名期刊上提出了这些拓扑结构。根据直流电源的电压幅度，MLI 可分为对称和非对称两种类型。

　　多电平逆变器拓扑发展趋势

　　对称拓扑具有相等的直流电压源。一些拓扑是通过使用直流不等电压源(不对称拓扑)来实现更高的输出电压电平而构建的。对于相同数量的直流电压源，与对称拓扑相比，非对称拓扑具有更高的输出电压电平。因此，对称拓扑结构比非对称拓扑结构具有更高的总成本和安装面积 [64]。表 1 总结了最近提出的拓扑结构的有价值的特性和参数。

　　1.开发级联 MLI 拓扑

　　Babaei 等人在 [73] 中提出了一种带有新基本单元的改进型 MLI 拓扑。这种 MLI 拓扑通过基本单元的串联排列产生正电平输出电压，如图 1 所示。带有四个开关的级联 H 桥连接到建议的拓扑结构，以产生正负电平电压，这称为开发的 H 桥拓扑结构。基本单元由五个单向电源开关和三个直流电压源组成。输出电压电平 (Vo) 等于：

　　基本单位的 n 系列。

　　直流电压源的数量 (N源) 和开关数量 (N开关) 的 bridge 分别由以下方程给出，

　　N源=3⁢n+1(2)N开关=5⁢n+6(3)其中 n 表示串联基本单元的编号。使用单个 15 级实验装置验证结果。

　　2.对称多电平逆变器拓扑

　　Alishah 等人在 [74] 中提出了一种用于中压应用的级联 H 桥对称拓扑。该拓扑的示意图结构分为两部分。

　　对称多电平逆变器。

　　一部分称为基本单元，另一部分是 H 桥转换器。双向和单向开关分别由基本单元和 H 桥转换器使用。(a) 双向，(b) 单向。

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　　IGBT (NIGBT 系列)、栅极驱动器 (N司机)、输出电压电平 (N水平) 和最大输出电压 (VO、最大) 分别由以下方程给出：

　　N开关=n+4(4)N源=n+1(5)NIGBT 系列=2⁢n+4(6)N司机=n+4(7)N水平=2⁢n+3(8)Vo,麦克斯=(n+1)×V(9)其中，n 和 V 分别表示双向开关的数量和直流电源的电压幅度。

　　这种对称拓扑的基本单元开关和桥式开关的最大电压应力分别为 ((M−1) × V) 和 (M × V)。这里 M 表示直流电压源的数量。与提出的拓扑结构相比，基本单元开关的电压应力非常小。由于全桥单向开关必须能够承受等于所有电压源之和的电压。因此，此拓扑仅适用于中压应用。

　　为了验证所需的输出电压水平，开发了一个 9 电平实验装置。70 V 直流电压源用于实验装置。输出电流和电压 THD 分别为 4.26% 和 9.27%。

　　3.混合结构 MLI

　　Alishah 等人。等人在 [74] 中提出了一种用于高压应用的混合 MLI 拓扑。这种拓扑结构由桥式转换器和基本单元中的单向和双向电力电子开关组成。

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