一种采用双直流链路设计的九级逆变器（N9LI），该逆变器具有更少的组件和导通状态下的开关元件

《IEEE Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering》：A Dual DC Link Novel Nine-Level Inverter (N9LI) With Reduced Components and On-State Switches

九级逆变器采用三进制几何直流链路设计，仅需8个开关（含2个双向开关）和2个不对称直流链路实现9级电压输出，无额外负电平电路。相比传统H桥，级联拓扑使每个运行模式最多3个开关导通，减少开关次数，降低损耗并提升效率。经仿真和实验验证，该结构组件数量少且扩展性强，采用多载波脉宽调制技术。

　　

摘要：

本文提出了一种新型的九级逆变器（N9LI）配置，该配置使用的组件更少。这种多电平逆变器（MLI）通过八个开关产生九个电压等级，其中包括两个双向开关和两个非对称的直流链路。N9LI采用了三值几何结构的直流链路。与其他逆变器相比，它在使用最少的直流链路和开关数量的情况下实现了最高的电压输出水平。此外，这种配置能够在不使用额外电路（如H桥）的情况下生成负电压等级，从而降低开关的电压应力。与传统H桥配置相比，在每种工作模式下，最多只有三个开关导通，且开关切换次数更少，从而减少了开关损耗和导通损耗，提高了效率。所提出的结构具有可重构特性，可以扩展为更多电平并输出更高电压。本文还对比了该设计与文献中其他最近报道的逆变器在开关器件、驱动电路和直流电压源方面的差异。与现有配置相比，N9LI设计使用的开关、驱动电路和直流链路数量更少。文章采用了多载波脉宽调制方法来生成开关脉冲，并使用MATLAB/SIMULINK对该配置进行了全面仿真，实验结果证明了其作为九级逆变器（9LI）的可行性。