近年来，多电平逆变器作为一种新型的功率电子变换结构在大功率、高电压应用场合取得了越来越广泛地应用。多电平电压源型逆变器适用于大功率、高电压场合的根本原因在于其特有的拓扑结构。目前，有三种基本的多电平逆变器拓扑结构：66236

①二极管钳位型(NPC)

②飞跨电容型(FLC)

③ 级联型(MMC)

1.二极管钳位型

二极管钳位型的三电平逆变器在电机驱动应用 方面已经引起了人们极大的兴趣。但是，对于五电 平以上的二极管钳位型逆变器，考虑到直流侧电容 电压平衡及需要大量的钳位二极管，基于可靠性及 复杂性这些原因，限制了它的应用。

2.飞跨电容型

对于飞跨电容型多电平逆变器，其优点就是有 较多的输出电平组合，从而可以对调制策略进行优 化，来平衡电容器的电压。缺点就是当逆变器的电 平数增加时，需要大量的储存电容器，在封装上变 得困难，同时，逆变器的控制变得复杂，对于真正的功率流动，开关频率及开关损耗都非常高。论文网

3.级联型

级联型多电平逆变器没有直流侧电压不平衡的问题，但是，需要额外的独立直流电源。由于其采用H桥作为基本功率单元，具有模块化布局与封装 的优点，在高电压驱动方面取得了较好的应用。

三种拓扑方式所共有的优点是：

①电平数越高，输 出电压谐波含量越低；

②器件开关频率低，开关损耗小；

③器件应力小，无需动态均压[2]。 

三种拓扑方式各自的缺点是：

二极管箝位型 需要大量的箝位二极管；飞跨电容型需要大量的箝位电容，而且这两种电路还存在直流侧分压电容电压不均衡问题；对于第三种级联型而言，它不需要前二种电路所需的大量箝位二极管和箝位电容，易于封装；基于传统的2电平低压小容量全桥变换器的 结构单元，结构简单，技术成熟，易于模块化；每个单元由一路直流电源单独供电，所以不存在电容电压不平衡问题，但这一点也是这种电路的缺点昕在，因为产生多路的独立直流电源往往是困难的。

由此可见，图1所示的三种基本拓扑结构均有相应的优缺点。因此对多电平逆变器的拓扑结构进行研究，应从简化结构、模块化的角度出发，在现有的多电平拓扑结构的基础上，构造出新的多电平 拓扑结构。理想的多电平逆变器拓扑结构应具有以下特征：①电平易于扩展。②尽量少的独立直流电源。③没有电压平衡问题。④模块化结构。因此，对于特定的应用场合，我们可以研究不同拓扑 的基本单元之问，以级联的方式所构成的多电平结构，来解决现有拓扑结构存在的问题，同时，对组合拓扑结构的调制策略进行研究。 

多电平逆变器通用组合拓扑结构 

对于多电平逆变器组合拓扑结构的构成形式，从所采用的调制策略及拓扑结构的优劣比较出发，我们概括了单相N电平逆变器K单元级联的通用拓扑结构形式。

可以看出通用拓扑结构形式的基本元素为M电平全桥单元，具有模块化的特点；同时，在通用拓扑结构形式中，有几个可以控制的自由度，如：全桥模块单元的类型、全桥模块单元的电平数、模块间直流侧电压的比例关系等。对这些自由度的选择(改变某一个自由度或几个自由度相互结合)，将会导致不同的组合拓扑结构的产生。混合拓扑结构均可以认为是通用组合拓扑结构的特例。