三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真_陶生桂

收稿日期:2004-02-24作者简介:陶生桂(1940-,男,江苏常熟人,教授,博士生导师.E2mail:hb9139@三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真陶生桂,龚熙国,袁登科(同济大学沪西校区电气工程系,上海 200331摘要:多电平逆变器在中高压大功率场合得到了广泛的研究和应用.二极管中点箝位三电平逆变器是一种简单实用的多电平逆变器,但是三电平逆变器直流侧中点电位偏移问题影响着逆变器及其电机调速系统的可靠性.为此提出了一种用于三电平逆变器中点电位平衡的硬件电路,详细介绍了其工作原理以及参数设定,并用Matlab/Simulink 仿真工具对系统进行了研究,给出了较好的仿真结果.关键词:三电平逆变器;中点电位平衡;二极管箝位中图分类号:TM 464 文献标识码:A 文章编号:0253-374X(200503-0395-05Design and Simulation of Nove l Circuit for Neutral 2PointVoltage Balance in Three 2Level InverterTAO Sheng 2gui,GON G Xi 2guo,YUAN Deng 2ke(Department of Electrical Engineering,Tong ji University West Campu s,Shanghai 200331,ChinaA bstract :The multilevel inverter has been studied and used widely in high power applications for medium or high voltage.Diode 2clamped three 2level inverter is a simple and practical kind of inverter.But the deviation of neutral point voltage is one of the keyaspects that affects the reliability of the three 2level inverter and its electric drive system.T his paper presents a novel circuit for neutral 2point voltage balance in the three 2level inverter.The operation principle and parameters setting are analyzed indetail.Simulation results based on Matlab/Simulink are supplied to confirm the validity of the pro 2posed circuit.Key words :three 2level inverter;neutral 2point voltage balancing;diode 2clamped近几年来,多电平逆变器成为人们研究的热点课题.三电平逆变器是多电平逆变器中最简单又最实用的一种电路.三电平逆变器与传统的两电平逆变器相比较,主要优点是:器件具有2倍的正向阻断电压能力,并能减少谐波和降低开关频率,从而使系统损耗减小,使低压开关器件可以应用于高压变换器中[1].但是三电平逆变器控制策略复杂,并要考虑中点电位平衡的问题.若逆变器直流母线上串联的2个电容的中点电压出现偏移,将引起三电平逆变器输出电压波形发生畸变而增大谐波及损耗[2].抑制三电平逆变器中点电位偏移的方法有硬件和软件两类.从软件出发将会增加控制的复杂性.笔者提出了一种抑制三电平逆变器中点电位偏移的硬件电路的实现方法.详细介绍了其工作原理和电路设计,第33卷第3期2005年3月同济大学学报(自然科学版JO U RNAL O F TONGJI U NIV ERS ITY(N ATURAL SCIENCEVol.33No.3 Mar.2005并用美国MATH Works 公司推出的交互式仿真软件Matlab/Simulink 进行了研究,给出了较好的仿真结果.1 三电平逆变器及中点电位偏移原理三电平逆变器主电路结构如图1所示.其中V X1~V X4分别为X(X=A,B,C相上的电力电子器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT;D X1~D X4为与其反并联的续流二极管;D X 5,D X 6为相应各相的箝位二极管;P,N 为直流侧正、负电压母线;O 为中性点;C 1,C 2为直流侧的分压电容;U A ~U C 为逆变器的三相输出电压;U dc 为直流侧电压;i C1和i C2分别为流经C 1和C 2的电流;i NP 为流经中性点的电流.以X 相为例说明三电平逆变器的工作原理为:V X1和V X2导通时X 相输出正电平;V X3和V X 4导通时,X 相输出负电平;V X 2和V X3导通时,X 相输出零电平.因此,逆变器交流侧每相输出电压相对于直流侧电压有三种取值的可能,这正是三电平逆变器名称的由来.图1 绝缘栅双极型晶体管IGBT 三电平逆变器主电路原理图Fig.1 Main cir cuit schematic of insulated gate bipolartransistor thr ee 2level inverter三电平逆变器运行中会存在一个问题,即中点电位偏移,这是由于在直流侧中性点存在着流入或流出的中点电流i NP ,如图1所示.当某一相上输出为零电压时(V X2,V X 3管导通,中点电流使得直流侧电容分压产生失衡:当i NP 流出中点时,对C 1充电;当i NP 流入中点时,对C 2充电,若C 1,C 2的充放电过程不均衡,则中点电位就要发生偏移.由此可见,i C1X i C2或i NP X 0是产生中点电位偏移的必要条件,而零电压在此过程中起了重要影响.2 中点电位平衡电路设计及其工作原理笔者提出的中点电位平衡电路的主电路如图2所示.电路中T 1,T 2,T 3为IGBT 管,D 1,D 2为续流二极管,L 1,L 2为储能电感,C 1,C 2为分压电容.与普通抑制电路相比,该电路增加了一个IGBT 管T 3,通过控制T 3管的导通与关断,可以抑制直流侧电压U dc 不变情况下C 1,C 2端的电压变化,即使U dc 降低,该电路也能有效抑制中点电位的偏移.图2 中点电位平衡电路主电路Fig.2 Main cir cuit schematic of the neutr al 2pointvoltage ba lancing2.1 U dc 保持不变情形下的中点电位的平衡若U dc 保持不变,则U dc =U C1+U C2为常数,U C1增加必然导致U C2下降,同样U C1下降必然使U C2增加,因此可以通过调整直流侧两个分立电容的电压来平衡中点电位.为实现这一目标,使T 3始终处于导通状态,此时的等效电路如图3所示.图3 T 3导通时的等效电路图Fig .3 Equiv a lent cir cuit when T 3turns on这一电路由Boost 和Buck 变换器组成.T 1,D 1,L 1和C 2构成Buck 变换器;T 2,D 2,L 2和C 1构成Boost 变换器.电路的工作模式相应地分为Buck 变换模式和Boost 变换模式.这两种变换模式的工作状态应当互补.当U C1>U C2时,Buck 变换电路(T 1,D 1,L 1,C 2开始工作,与此同时,Boost 变换电路停止工作.Buck 变换模式中,是通过调整C 2两端的电压实现抑制中点电位偏移的.当T 1导通时,一方面在U dc 作用下,电流流经T 1,L 1,C 2,另一方面396同济大学学报(自然科学版第33卷电容C 1上的电压U C1经T 1与L 1构成回路,均使电感L 1储能;当T 1关断时,经C 2,D 1,L 1的回路将储存在L 1中的电能转换到C 2中,电容C 2充电,其上电压增大,直到C 1与C 2上的电压平衡.当U C2>U C1时,Buck 变换器不再工作,Boost 变换电路开始工作.由于U C2>U C1,C 2中的能量将间接转移到C 1中.当T 2导通时,一方面C 2上的电压U C2经L 2,T 2放电,能量存储在L 2中,另一方面U dc 经C 1和C 2重新分配电压;当T 2关断时,二极管D 2导通,存储在L 2中的能量通过D 2转移到C 1中.这样,在Boost 变换模式中,通过调整C 1两端的电压就可以抑制中点电位的偏移,直到U C1=U C2.2.2 直流侧电压U dc 降低情形下的中点电位的平衡当输入电源发生脉动导致U dc 减小至低于电压保护设定值时,图2所示电路中的T 3管关断,此时的等效电路如图4所示.Boost 和Buck 变换器同时工作,不仅使C 1,C 2上的电压平衡,而且使它们的电压之和等于所设定的U dc 值.Buck 变换器调整电容C 2两端的电压.T 1导通时,从U dc 流出的电流流经T 1,L 1,C 2,使L 1储能;T 1关断时,L 1中的能量转换到C 2中.与此同时,Boost 变换器将能量从C 2转换到C 1中,调整C 1两端的电压,其工作过程与上述Boost 变换模式相同.图4 T 3关断时的等效电路图Fig.4 Equivalent cir cuit when T 3tur ns off3 电路参数的设计3.1 开关功率管的设计文献[3]中已经证明:中点电流最大值近似等于逆变器的输出电流.笔者提出的平衡电路,中点电流最大值出现在T 1导通、储能电感L 1中电流线性增加过程中或出现在T 2导通、电流流经C 2对L 2储能的过程中.因此即使在中点电位偏移最大情形即中点电流最大时,流经T 1,T 2的电流应当与流过三电平逆变器中开关器件的电流值是相等的.另外不难看出,T 1,T 2的耐压值应当是三电平逆变器中开关器件耐压值的2倍.3.2 分压电容的设计每个分压电容承受直流侧电压的一半,因此对电容要求应当是电容的内压大于U dc /2的电解电容.为简单起见,完全可以将C 1,C 2设计为标称值相等的电容C ,由三电平逆变器的工作过程容易推出电容C 的计算公式为C =I NP max 2X NP U NPR(1式中:I NP max 为流经中点的电流最大值;X NP 为中点电位波动频率;U NPR 为中点电压变化的最大值.若设三电平逆变器三相输出电压电流的相位角为H 、调制深度为M 、输出角频率为X 、输出电流有效值为I ,则中点电位的偏移值U NP 可以计算出来,中点电压变化的最大值U NPR 也就很容易确定了.前已叙述,中点电流最大值近似等于逆变器的输出电流,因此流经中点的电流最大值I NP max 为I NP max =2I(2一般说,中点电位波动频率X NP 为逆变器输出频率X 的3倍,即X NP =3X(3结合式(1,(2,(3,容易计算出电容C 的内压.可以看出:电容的大小不仅与中点电流的最大值有关,还与中点电压波纹大小及中点电压频率有关.3.3 储能电感的设计在Buck 变换模式中,流过储能电感L 1的电流不能发生突变,只能近似线性地上升或下降.设开关周期为T ,开关管T 1导通时间为t on ,截止时间为t off ,占空比为k =t on /T .在开关管T 1导通时,忽略其饱和导通管压降,则L 1两端电压为U L1=U dc -U C2(4又U L1=L 1$I L1max /t on(5式中:$I L1max 为T 1导通期间储能电感L 1中流过电流增加量的最大值.由式(1,(2可解得L 1=U L1t on /$I L1max =(U dc -U C2t on /$I L1max(6T 1关断时,U C2=L 1$I c L1max /t off(7式中:$I c L1max 为T 1关断期间L 1中流过电流减小量的最大值.由$I L1max =$I c L1max ,可得397 第3期陶生桂,等:三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真U C2=kU dc(8将式(5代入式(3得L 1=1-kk U C2t on $I L1ma x =(U dc -U C2U C2T /U dc $I L1max =(U dc -U C1U C1T /U dc $I L1max(9在Boost 变换模式中,根据同样的道理.可得L 2的计算公式.为方便起见,同样可以将L 1,L 2设计为相同标称值的电感.3.4 开关频率及占空比的设计平衡电路的开关频率不能低于逆变器主电路开关频率,否则抑制中点电位偏移的效果将不明显.但是若平衡电路开关频率过高,则不仅使器件损耗增大,而且还会对主电路产生不利影响,干扰主电路的正常工作.一般取平衡电路的开关频率为逆变器主电路开关频率的2~4倍.占空比的设计应当满足使得在T 1动作的Buck 模式中,储能电感L 1中的能量完全转换到C 1中;在T 2动作的Boost 模式中,L 2中的能量完全转换到C 1中,因此占空比一般可以设计为40%~60%.4 建模仿真及其分析笔者在Matlab/Simulink 环境下建立了系统仿真模型,其中主要包括三电平逆变器和中点电位平衡电路的数字化仿真模型,分别如图5a 和b 所示.仿真模型中引入了时钟(Clock、正弦波(Sin Wave等信号源模块以及增益(K 、积分运算1/s 和微分d u /d t 等运算模块.数字仿真模型更多地使用了数字逻辑模块,完成诸如或(OR、非(NOT 和异或(NOR等逻辑运算.>=模块是一个关系运算模块,Selector 为一个选路器模块,eps 模块是一个设定值误差.大量复杂的运算是通过函数计算模块(Fcn来完成的.在图a 中,由信号源组合产生的控制信号通过一系列函数运算最终输出三电平逆变器的三相电压U A ,U B ,U C .在图b 中,输入为中性点电流和开关控制信号Sw1,Sw2,输出为U C1,U C2. 仿真参数为:三电平逆变器直流侧输入电压为530V,输出频率为10H z,采用双三角波(SPWM调制.控制电路中分压电容值为3300L F,储能电感值为3mH,开关频率为2kH z,占空比为50%.三相对称负载等效为58的纯阻性负载.图6给出了仿真波形.从仿真结果来看,应用该硬件电路来抑制2个串联电容中点电位偏移,能获得良好的效果.5 结论(1在多电平逆变器中,该方案为电容电压分配均匀提供了很好的参考方案.(2对低电压系统的性能改进是可加以考虑的方案,对高压大容量场合,要从系统出发,仔细核算其性价比.398同济大学学报(自然科学版第33卷图5 基于Matla b/Simulink 的仿真模型Fig.5 Simula tion models based on Matla b/Simulink图6 仿真波形Fig.6 Simulation waveforms参考文献:[1] Jouanne A,Shaoan Dai,H aoran Zhang.A multilevel inverter ap 2proach providi ng DC 2link balancing,ride 2through enhanment,and common 2mode voltage elimination [J ].IEEE Transactions on In 2dustrial Electronics,2002,8(4:739-745.[2] 邵丙衡.电力电子技术[M ].北京:中国铁道出版社,1997.SHAO Bing 2h eng.Power electronics technology[M].B eiji ng:Ch i 2nese Railway Publication,1997.[3] Pressman A I.Swi tching power supply desi gn [M ].New York: McGraw 2Hill,1998.(编辑:杨家琪399 第3期陶生桂,等:三电平逆变器中点电位平衡电路的设计与仿真。

攀枝花学院本科毕业设计（论文）三电平逆变器中点电位平衡控制研究学生姓名：学生学号：201210502052院（系）：电气信息工程学院年级专业：12级电气工程及自动化指导教师：二〇一六年五月摘要中点钳位型三电平逆变器是众多三电平逆变器拓扑结构中，电路结构简单、易于实现数字化调制的，但是由于其拓扑结构的特点难免会出现中点电位不平衡的现象。

该现象导致逆变器输出波形的谐波含量增加，甚至产生畸变，影响逆变器系统的安全可靠运行，因此，必须对中点钳位型三电平逆变器的中点电位进行控制。

本文主要采用的是空间矢量PWM控制方法，分析了空间矢量调制的基本原理，推算出各个区域各个小三角形的判断规则，并根据参考矢量落在某区域某小三角形内来计算出各个合成电压矢量的作用时间以及矢量优化方法。

然后再基于中点钳位型三电平逆变器中点电位不平衡的原因，提出中点电位调制算法。

最后在MATLAB/Simulink仿真平台上对中点电位平衡控制进行仿真并验证该控制方案的正确性和可行性。

关键词三电平逆变器，中点钳位，中点电位，空间矢量ABSTRACTNPC three-level inverter has more simple circuit structure and is easier to achieve modulation among many kinds of three-level inverter topology. However, because of the characteristics of its topology, the problem of neutral-point unbalance may occur, which will cause a higher harmonic content in the waveform of inverter, even distortion affecting the stable operation of inverter system. For this reason, we have to control the neutral point of NPC three-level inverter.The thesis analyzes the basic principle of vector modulation technique and calculates the judgment of triangles in every area. And according to vector in some triangle, the functioning time of the synthesizing voltage vectors and the optimizing way of the vectors can be calculated. After that, the neutral-point modulation algorithms can be put forward on the basic of the reasons of the unbalanced neutral-point of NPC three-level inverter. Lastly, the balanced control of neutral-point will be simulated and proved in MATLAB/Simulink.Key words Three-level inverter, Neutral Point Clamped, Midpoint potential, Space Vector目录摘要 (I)ABSTRACT..................................................................................................................... I I1 前言 (4)2 三电平逆变器的拓扑结构及其工作原理 (6)2.1引言62.2飞跨电容型三电平逆变器 (6)2.2.1拓扑结构及工作原理 (6)2.2.2飞跨电容型三电平逆变器的特点 (8)2.3级联型三电平逆变器 (8)2.3.1拓扑结构及工作原理 (8)2.3.2级联型三电平逆变器特点 (9)2.4中点钳位型三电平逆变器 (9)2.4.1拓扑结构及工作原理 (9)2.4.2 NPC三电平逆变器的特点 (10)2.5本章小结 (10)3 NPC三电平逆变器SVPWM控制方法研究 (12)3.1引言 (12)3.2 NPC三电平逆变器空间电压矢量 (12)3.3 NPC三电平逆变器空间电压矢量PWM的传统算法 (14)3.4矢量分配及优化 (18)3.5 本章小结 (19)4 中点电位平衡控制研究 (21)4.1 引言 (21)4.2 NPC 三电平逆变器中点电位不平衡原因 (21)4.3 中点电位平衡控制 (23)4.4 调节因子失效与修正 (24)4.5 本章小结 (25)5 实验仿真 (26)5.1 引言 (26)5.3 仿真结果 (28)5.4 本章小结 (30)6 全文总结 (31)致谢 (32)1 前言需要应用到逆变器的场合非常广泛，在能源转换的过程中起着不可或缺的作用，而两电平逆变器由于具有功率管的开关损耗高、输出电压电流谐波含量较高、功率管承受的电压较大的等特点，在中高容量场合应用得不是很广泛。

三电平NPC型逆变器中点电位稳压器的设计张珍珍;许春雨【摘要】研究了基于载波并结合一个闭环控制器控制的三相三电平NPC型逆变器(又称二极管钳位型逆变器),中点电位稳压器的设计和仿真.利用一种连续可变的偏移电压可以调节直流母线上的中点电位,修正直流侧存在的中点电位波动.该稳压器从直流侧和交流侧两个方面考虑,均引入PI调节器,并结合偏移电压模块来达到控制中点电位(NPP)的目的.对此方法进行了Matlab/Simulink仿真,仿真结果验证了中点电位波动在一定程度上得到了有效的控制.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2014(044)012【总页数】6页(P26-31)【关键词】三电平逆变器;中点电位;稳压器;仿真;二极管钳位【作者】张珍珍;许春雨【作者单位】太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TM464与传统的两电平逆变器相比，三电平逆变器有很多优点，例如谐波含量少，开关器件上的电压应力降低，在较低开关频率下可得到较好的正弦输出波形，以及效率高等优点，目前已被应用在一些中高压大功率场所中，例如无功功率补偿，船用传动，轧钢机以及其他变速驱动器中。

在一些调速驱动系统和其他应用中，有些厂家已经开始将三电平二极管钳位型（又称NPC型）逆变器商业化，但是它存在一个固有问题，即直流侧两个分压电容上的电压大小不等而造成的中点电位不平衡，这是由多种原因造成的。

本文针对三电平二极管钳位型逆变器中点电位不平衡这个问题，分析了NPP不平衡所带来的影响，研究了一种基于SPWM控制的稳压器的设计，进行了Matlab/Simulink仿真，仿真结果说明了此设计方案的可行性。

目前控制中点电位平衡的技术可以分为以下两类：1）修改硬件电路或者增加额外的硬件电路［1-2］，这需要额外的电感、电容和开关元件来控制直流母线侧两个分压电容上的充电和放电电流的变化率，由于此技术花费较大，目前一般不采用硬件电路技术来控制中点电位平衡；2）基于正弦脉宽调制（SPWM）或空间矢量控制策略（SVPWM）的修改［1-2］。

三电平逆变器中点电位平衡的综合控制策略曹国锋;王然风;孟润泉【摘要】Neutral point potential imbalance commonly exists in the three-level inversion circuit.The neutral point potential imbalance is mainly reflected in two aspects:neutral point potential offset and neutral point potential fluctuation.According to the analysis of the cause of the neutral point potential imbalance,an integrated control strategy containing feed-forward control and feed-back control is put forward on the basis of traditional SVPWM algorithm.By collecting the real-time values of two capacitance voltages and three-phase load currents,different control strategies are selected by switching different values of the function,so as to realize the integrated control of the neutral point potential balance.The simulation experiment results show that the control precision of the integrated control strategy is high,the offset of neutral point potential will not occur,and this strategy can control neutral point potential effectively and avoid big voltage fluctuation amplitudes that appear in the strategy with only feed-back control.%三电平逆变电路普遍存在中点电位不平衡的问题,中点电位的不平衡主要体现在两个方面:中点电位偏移和中点电位波动.基于传统的SVPWM算法,通过分析造成中点电位不平衡的原因,提出了前馈控制+反馈控制的综合控制策略.该方法通过采集两个电容电压和三相负载电流的实时值,通过切换函数的不同值来选择不同的控制策略,从而实现对中点电位平衡的综合控制.仿真实验证明了此综合控制策略控制精度高,并且不会出现中点电位偏移的问题,很好地控制了中点电位的平衡,弥补了在只有反馈控制策略下电压波动幅值较大的缺点,达到了很好的效果.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)016【总页数】5页(P165-169)【关键词】三电平逆变器;中点电位;平衡控制;SVPWM算法【作者】曹国锋;王然风;孟润泉【作者单位】太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TN710-34;TM464在三电平逆变电路中，每个主开关器件在关断时承受的电压仅仅等于直流侧电压的一半，这使得它广泛地应用于高压大容量的场合，并且由于三电平逆变电路增加了输出的电平数，使输出的电压波形更接近正弦波，因此输出电压的谐波含量减少了很多，同时也降低了输出电压的跳变。

三电平逆变器中点电位平衡电路三电平逆变器中点电位平衡电路是一种用于保持三电平逆变器
中电压波形的平衡的电路。

在三电平逆变器中，有三个相位的电压
信号，并通过逆变器进行转换输出。

为了保持逆变器输出电压的平衡，需要对中点电位进行调节。

中点电位平衡电路通过控制逆变器的开关状态和电流进行调节，使得三个相位的中点电位保持一致。

通常，中点电位平衡电路采用
电容器和电阻器的组合，通过对电容器的充放电和电阻器的消耗，
来实现对中点电位的调节。

具体来说，中点电位平衡电路中的电容器将收集和释放电荷，
以平衡中点电位；而电阻器则用来控制电流的流动，以达到平衡的
目的。

这样，无论在何种负载条件下，中点电位平衡电路都可以维
持三个相位的中点电位的平衡，从而确保了逆变器输出的电压波形
的稳定和准确。

总之，中点电位平衡电路是为了保持三电平逆变器输出电压波
形的平衡而设计的电路，通过对中点电位的调节，可以实现输出电
压的稳定和准确。

三电平逆变器中点电位平衡与输出电压谐波问题研究一、背景和研究意义随着能源需求的增加和环境污染的加剧，人们对清洁能源的需求越来越迫切。

光伏发电作为一种清洁能源，受到了广泛的关注和追捧。

然而，由于光伏发电的直流特性，必须通过逆变器将其转换为交流电才能接入电网供电。

三电平逆变器作为一种新型的逆变器拓扑结构，具有输出电压波形质量高、谐波含量低、温度分布均匀等优点，因此越来越受到人们的关注和研究。

在三电平逆变器中，中点电位平衡和输出电压谐波问题是两个重要的问题。

中点电位平衡问题是指，在逆变器工作期间，由于负载不同而产生的不同的电压波形，在三电平逆变器中会导致中点电位的偏移，从而影响逆变器的输出电压质量。

输出电压谐波问题是指，在逆变器输出电压中会存在高谐波成分，这会导致对电网的干扰和对负载的损害。

因此，对于三电平逆变器中点电位平衡和输出电压谐波问题的研究，具有非常重要的意义。

二、中点电位平衡问题的研究在三电平逆变器中，中点电位的偏移可能会导致对逆变器的输出电压波形质量产生影响。

因此，研究三电平逆变器中点电位平衡问题具有重要的实际意义。

目前，研究中点电位平衡问题的方法主要有以下几种：1、PWM控制方法通过PWM控制方法可以实现三电平逆变器的中点电位平衡，从而提高逆变器的输出电压波形质量。

该方法的核心思想是通过改变PWM控制信号的占空比来控制逆变器的输出电压波形，从而实现对逆变器中点电位的调节。

2、磁芯平衡方法在三电平逆变器中，通过在变压器的一侧增加额外的绕组，并在该绕组上加入适当的电流，可以实现磁芯平衡，从而实现对逆变器中点电位的平衡。

该方法在实际应用中具有较好的效果，但需要增加变压器的复杂度和成本。

3、直流侧平衡方法在三电平逆变器中，可以通过在直流侧连接额外的电容来实现中点电位的平衡。

具体来说，在电容两端加入等幅不同相位的正弦波电压，就可以实现对逆变器中点电位的平衡。

三、输出电压谐波问题的研究在三电平逆变器中，输出电压谐波是一个非常重要的问题。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711123425.1(22)申请日 2017.11.14(71)申请人 山东奥太电气有限公司地址 250101 山东省济南市高新开发区伯乐路282号(72)发明人 张光先　李昊　边乐民　张甫国　刘月　(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司 37221代理人 董雪(51)Int.Cl.H02M 7/483(2007.01)H02M 7/5387(2007.01)H02M 3/155(2006.01)(54)发明名称一种实现三电平逆变电路中点电位平衡的电路结构及方法(57)摘要本发明公开了一种实现三电平逆变电路中点电位平衡的电路结构及方法，包括：输入电容C1、输入电容C2和全桥式三电平逆变电路，在其中一个三电平桥臂的中点与输入电容C1和输入电容C2的中点之间串联均压电感；或者，在每一个三电平桥臂的中点与输入电容C1和输入电容C2的中点之间分别串联均压电感。

本发明有益效果：相比较通过控制开关管脉宽来实现的中点电位平衡的传统方式，该方法不用增加额外的控制负担，明显降低了控制电路的复杂程度,经实验验证，是一种低成本、低能耗、高可靠性的三电平逆变电路中点电位平衡方法。

权利要求书1页 说明书5页 附图5页CN 107733271 A 2018.02.23C N 107733271A1.一种实现三电平逆变电路中点电位平衡的电路结构，包括：输入电容C1、输入电容C2和全桥式三电平逆变电路，其特征在于，在其中一个三电平桥臂的中点与输入电容C1和输入电容C2的中点之间串联均压电感；或者，在每一个三电平桥臂的中点与输入电容C1和输入电容C2的中点之间分别串联均压电感。

2.一种实现三电平逆变电路中点电位平衡的电路结构，包括：输入电容C1、输入电容C2和半桥式三电平逆变电路，其特征在于，在半桥式三电平逆变电路的桥臂中点与输入电容C1和输入电容C2的中点之间串联均压电感。