基于DSP的新型单相电流型多电平逆变器的研究陈丹江，熊宇，刘兆□，张仲超（浙江大学，浙江杭州310027）率问题必将得到解决，电流型多电平逆变器也将得到广泛应用。本文提出了一类新型单相直接式电流型多电平拓扑，该类拓扑结构非常简单，所用开关器件和均流电感的数目非常少。文中分析了由该类拓扑组成的单相五电平、七电平变流器的工作原理，并将拓扑扩展电平的情况。针对所提出的单相五电平电流型逆变器，进行了仿真分析。

　　比较后根据，电流源输出电流为/，假设均流电感工作在理想情况下，则流过均流电感的的电流为//2.通过控制VS5~VS8，可以让流过母线的电流分别为！，//2，03种情况。例如，当VS5ZVS7开通，而开关VS-和VS8关断时，母线电流为零。然后，利用一个全桥电路，让流过负载的电流正负变化，则能使上述3种母线电流以5种不同的电流包括方向）流过负载，形成一个五电平的电流波形。闭合开关状态和输出电流的对应关系见表1，其中VS*，VS*+i（下标"=1，3，5，7）为互补开关对。

　　比提出的单相五电平CSI减少了一个电感。实际上，当电平数相同时，电平数越高则由新拓扑构成的多电平变流器比旧拓扑构成的多电平变流器简化的程度就越大所用开关器件数和电感数越少）。示出新拓扑构成的单相电流型直接式七电平变流器，其均流电感和分流电感由两个电感构成，它们与VS5~VSW构成直流母线电流改变电路，VSi~VS4仍为逆变电路。

　　表1新型五电平CSI拓扑的开关组合组序闭合开关状态母线电流输出由旧拓扑构成的单相电流型七电平变流器需用12个开关器件，4只均流电感；而由所示拓扑构成的单相七电平变流器需要10个开关，4只均流电感。推而广之，对于所示的单相直接式电平（！5）CSI，旧拓扑类型构成的变流器所需用开关器件数为2（-1），均流电感数为-3，而新拓扑类型构成的变流器所需用开关器件数为+3，均流电感数为（-3）/2.由此可见，新拓扑能大大减少所用开关器件和均流电感的数目。

　　中不对称控制方法的优点是可以减少均流电感的纹波。在新拓扑中，并没有因为电路的简化而失去这种功能，不对称控制方法实质上是一种变脉宽的控制方法，新拓扑也可以采用变脉宽控制，这样不但可以减少电感的纹波，也降低了输出电流的谐波含量。

　　单相五电平电流逆变器的控制设计新拓扑单相五电平CSI的仿真波形仿真时电流源采用恒流源，的上图为均流电感！"1的电流波形，下图为输出电流！。波形。

　　4.2实验结果实验采用了小功率实验系统，对新拓扑的五电平电路进行了实验验证。为具体实验装置图。

　　实验装置图实验参数如下w通过一个直流电压源36V）串联一个电感iml20mH）得到电流源，开关用MQS管和快恢复二极管串联而成，分流电感"i=60mH.由于"i的内阻为0.85！，所以用小电阻+1和+2 0.85！）来保证电感的均流功能。负载由一个电阻和一个电容并联组成=6！，C=100"F）。输出电流频率为50Hz.MQSFET采用IRFP450，二极管采用HFA25TB60.由a可见，"m*！6A，3A，后者正好是前者的1/2；b是输出电压和输出电流波形；c是负载和电路参数不变情况下，使用变脉宽控制方法时的输出电流波形。

　　5结论提出了一类新型单相直接式电流型多电平变流器拓扑。与提出的同电平拓扑结构相比，所提出的拓扑结构更加简单，所用开关器件和电感数目更少。文中对新拓扑类型构成的五电平单相变流器进行了仿真研究，结果表明输出波形理想。比较后对五电平的CSI进行了实验验证，并得到了比较理想的结果，从而验证了新拓扑是正确可行的。