● 摘要
本文采用级联型多电平拓扑结构，设计多电平逆变器，首先探讨和研究了多电平逆变技术中的主电路拓扑结构，分析各种多电平的拓扑结构，选择以具有独立直流源的级联型拓扑电路为研究对象，讨论其原理及应用，在此基础上提出先叠加后极性反转的独立直流源型的叠加反转式主电路拓扑，并与其它电路结构进行比较，最后完成实验样机的制作，其具有输出波形好、开关器件应力小、功率容量大、易于扩展，而且不存在其它多电平拓扑的输入电容电压均压问题等优点，可以广泛的应用在电力变换和有源滤波方面。同时,对每台级联单元采用不同的输入直流电压,可以增加级联逆变器输出电压的电平数,从而可以减少输出电压的谐波,提高了输出波形的正弦度。在多电平控制技术方面，对阶梯波合成和三角载波移相PWM 技术进行深入探讨，采用直接频率合成技术（DDS），其控制电路研究设计运用具有可编程FPGA 来实现等分电压或等分时间或自由电压和时间合成。重点阐述了利用直接频率合成技术，完成高系统精度和高相位的脉冲控制波输出，控制多电平主拓扑电路叠加极性反转输出合成波。文章最后给出七电平正弦波逆变器设计样机，并给出实验结果。