周晓娟，台畅，马丽丽

（1.河南机电职业学院，河南 新郑 451191；2.国网安阳供电公司，河南 安阳 455000）

0 引言

多电平逆变器（Multi-level Inverter，MLI）因具有低电压上升率[1]、低电压谐波[2]和改善的输出波形质量等特点，已在中、高功率可再生能源中广泛使用[3]。但传统MLI普遍存在复杂度高、成本高和效率低等问题。因此，设计具有低开关冗余度和低成本的MLI成为了研究的重点。

目前，为实现9电平电压输出，MLI基于对称H桥均需要4个电源和8个开关管或2个直流源和12个开关管。此外，MLI基于非对称级联H桥不适用于隔离的直流源[3]。开关电容（Switched Capacitor，SC）单元因其结构简单、易控制而广泛用于MLI。SC单元技术使用串、并联电容网络[4]～[6]。文献[7]提出一种基于SC单元的升压拓扑，具备灵活且易于扩展的特点。但是，该结构存在H桥模块使得优势被削减。文献[8]，[9]介绍了一簇7电平逆变器拓扑结构，该拓扑具有较低的电压增益，其中，文献[8]需要4个电容，文献[9]需要12个开关管且无升压能力。为减少开关器件数量，文献[10]，[11]提出一簇基于SC级联的MLI。上述方案虽通过多单元级联和整合使得功率器件有所减少，但仍存后端H桥结构、较高的电压应力和高的电流谐波因数（THD）。文献[12]～[14]提出基于SC的9L-MLI，大量存在的开关器件使其效率提升受限。文献[15]，[16]虽在功率器件数量上得到优化，但并无升压能力，应用范围受限。为解决传统MLI存在无升压能力的问题，准Z源为常用的技术之一[17]。文献[18]中所提拓扑利用变压器实现高的电压增益，但均增加了逆变器的重量和尺寸。

本文提出了一种新型9阶开关电容升压式多电平变逆变器（9L-SC-BMLI）拓扑，并具备以下特点：单直流电压源；……