CN220457302U - 一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，低压模块由一级开关管电路和降压自均衡模块构成，降压自均衡模块由二级开关管电路和一级电容电路构成；高压模块由恒压自均衡模块、升压自均衡模块和四级开关管电路构成，恒压自均衡模块由第一充电电路和第二充电电路构成，升压自均衡模块由第三充电电路和三级开关管电路构成；通过该结构的单电源分区调制以及电容电压自均衡的技术手段降低逆变器开关损耗和维持电容电压平衡，提高电能转化率和利用率。

Description

一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器

技术领域

本实用新型涉及直流转交流的逆变技术领域，具体涉及一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器。

背景技术

在新能源发电系统中，逆变器技术可有效地将光伏，电动汽车等新能源发出的直流电转换成交流电，实现对于清洁能源产生及储能系统储存的电能的有效转换和利用。而目前的两电平和三电平逆变器存在电压变化速率高，电磁干扰大以及输出谐波畸变高问题。因此，多电平逆变器得到大力发展，但是在目前的技术中，级联H桥逆变器需要多个直流电源，飞跨电容逆变器和中点钳位型逆变器存在电容电压不平衡的缺点。此外，在以三角波为载波的高频调制下，多数逆变器的开关损耗会急剧增加，大大降低了电能转换效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，解决现有技术因多电平逆变器直流输入源多、电容电压不平衡以及开关损耗大而导致逆变器性能不佳的问题。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，该技术方案的电路结构为：

包括直流电源、低压模块和高压模块；所述低压模块包括：降压自均衡模块和一级开关管电路；所述一级开关管电路、降压自均衡模块和直流电源依次连接；所述降压自均衡模块包括：二级开关管电路和一级电容电路；所述二级开关管电路与一级电容电路连接；所述高压模块包括：恒压自均衡模块、三级开关管电路、升压自均衡模块和四级开关管电路；所述恒压自均衡模块、所述三级开关管电路、所述升压自均衡模块、所述四级开关管电路与所述直流电源依次连接；所述恒压自均衡模块包括：第一充电电路和第二充电电路；所述第一充电电路与所述第二充电电路连接；所述升压自均衡模块包括：第三充电电路和三级开关管电路；所述第三充电电路和所述三级开关管电路连接；所述低压模块通过直流电源与高压模块连接。

本实用新型的提出的一种逆变器，低压模块与高压模块仅通过接入一个直流电源即可实现功能，降压自均衡模块、恒压自均衡模块和升压自均衡模块均可通过自身电路的拓扑结构，影响自身电路的电流电压关系从而实现电容电压的自均衡，通过逆变器内部的电容电压自均衡，使得逆变器可以输出以一半直流电源电压值为步长的十七电平阶梯波，进一步增大了电能的转换率和利用率，且当逆变器工作在高频调制状态下时，仅有低压模块处在工作状态，只有一级开关电路和二级开关电路会产生开关损耗，高压模块的开关不产生损耗，因此可以降低整个逆变器的开关损耗。综合上述分析，本实用新型通过对电路结构的优化，使得逆变器的整体性能得到提升。

进一步的，所述降压自均衡模块包括：第一双向开关管、第二双向开关管、第一电容和第二电容；所述第一双向开关管与所述第二双向开关管连接组成二级开关管电路；所述第一电容与所述第二电容连接组成一级电容电路。所述二级开关管电路与所述一级电容电路连接。

由此所述降压自均衡模块，所述第一电容和所述第二电容可以自然均衡在所述直流电源电压的一半。

进一步的，所述一级开关管电路，还包括：第一开关管和第二开关管；所述第一开关管与所述第二开关管连接。

进一步的，所述低压模块，还包括：所述第一双向开关管的源极和第二双向开关管的源极连接；所述第一开关管的源极与第一双向开关管的漏极以及第二开关管的漏极连接；所述直流电源的正极与第一开关管的漏极，第一电容的正极连接；所述直流电源的负极与第二开关管的源极，第二电容的负极连接；所述第一电容的负极与第二电容的正极以及第二双向开关管的漏极连接；第一开关管的源极接在负载的一端。

进一步的，所述恒压自均衡模块包括：第一二极管、第二二极管、第三开关管、第四开关管、第三电容和第四电容；所述第一二极管、第四开关管和第三电容连接组成第一充电电路；所述第二二极管、第三开关管和第四电容连接组成第二充电电路。

由此所述恒压自均衡模块，所述第三电容和所述第四电容可以自然均衡在所述直流电源电压本身。

进一步的，所述升压自均衡模块，还包括：第三电容、第四电容、第五电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第五开关管和所述第八开关管连接组成第三充电电路；所述第六开关管、所述第七开关管连接组成三级开关管电路；所述恒压自均衡模块通过所述三级开关管电路连接升压自均衡模块。

由此所述升压自均衡模块，所述第五电容可以自然均衡在所述直流电源电压的2倍。

进一步的，所述三级开关管电路，还包括：第九开关管和第十开关管；所述第九开关管和所述第十开关管连接组成四级开关管电路。

进一步的，所述高压模块，还包括：所述直流电源的正极与第三开关管的漏极，第一二极管的阳极连接；所述直流电源的负极与第四开关管的源极，第二二极管的阴极连接；所述第三开关管的源极与第四开关管的漏极，第三电容的负极以及第四电容的正极连接；所述第一二极管的阴极与第三电容的正极，第五开关管的漏极以及第六开关管的漏极连接；所述第二二极管的阳极与第四电容的负极，第七开关管的源极和第八开关管的源极连接；所述第五电容的正极与第五开关管的源极，第七开关管的漏极以及第九开关管的漏极连接；所述第五电容的负极与第六开关管的源极，第十开关管的源极以及第八开关管的漏极连接；所述第九开关管的源极和第十开关管漏极连接；第九开关管的源极接在负载的一端。

进一步的，所述第五开关管和第八开关管为不带体二极管的功率开关管。

附图说明

图1为本实用新型提供的模型化的某一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型某一实施例所述一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器的电路拓扑图。

图3为本实用新型某一实施例所述一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器的等效电路图。

图4为本实用新型某一实施例所述电路运行的高压模块调制逻辑图以及电路中各开关管的开关信号

图5为本实用新型某一实施例所述电路运行的低压模块调制逻辑图以及电路中各开关管的开关信号

图6为本实用新型某一实施例所述电路运行的输出十七电平阶梯波形图。

图7为本实用新型某一实施例所述电路中的第三电容C₃充电回路图。

图8为本实用新型某一实施例所述电路中的第四电容C₄充电回路图。

图9为本实用新型某一实施例所述电路中的第五电容C₅充电回路图。

图10为本实用新型某一实施例所述电路中第一开关管S₁和第二开关管S₂的开关信号仿真图。

图11为本实用新型某一实施例所述电路中第三开关管S₃、第一双向开关管Q₁和第二双向开关管Q₂的开关信号仿真图。

图12为本实用新型某一实施例所述电路中第五开关管S₅和第六开关管S₆的开关信号仿真图。

图13为本实用新型某一实施例所述电路中第七开关管S₇和第九开关管S₉的开关信号仿真图。

图14为本实用新型某一实施例所述逆变器输出电压的仿真波形图。

图15为本实用新型某一实施例所述逆变器输出电流的仿真波形图。

图16为本实用新型某一实施例所述逆变器第一电容C₁和第二电容C₂的输出电压仿真波形图。

图17为本实用新型某一实施例所述逆变器第三电容C₃和第四电容C₄的输出电压仿真波形图。

图18为本实用新型某一实施例所述逆变器第五电容C₅的输出电压仿真波形图。

图19为本实用新型某一实施例所述逆变器在负载突变时输出电压和输出电流的仿真波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器进一步说明。

实施例1

参见图1所示，本实用新型的模块结构为：包括低压模块(101)和高压模块(106)。低压模块(101)由一级开关管电路(102)和降压自均衡模块(103)构成，降压自均衡模块(103)由二级开关管电路(104)和一级电容电路(105)构成；高压模块(106)由恒压自均衡模块(107)、升压自均衡模块(110)和四级开关管电路(113)构成，恒压自均衡模块(107)由第一充电电路(108)和第二充电电路(109)，升压自均衡模块(110)由第三充电电路(111)和三级开关管电路(112)构成。

参见图2所示，本实用新型所述的一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器提供的一种实施例，包含直流电源DC(114)，第一开关管S₁，第二开关管S₂，第三开关管S₃，第四开关管S₄，第五开关管S₅，第六开关管S₆，第七开关管S₇，第八开关管S₈，第九开关管S₉，第十开关管S₁₀，第一双向开关管Q₁，第二双向开关管Q₂，第一二极管D₁，第二二极管D₂，第一电容C₁，第二电容C₂，第三电容C₃，第四电容C₄和第五电容C₅。

其中，第一双向开关管Q₁和第二双向开关管Q₂连接组成二级开关管电路(104)，第一电容C₁和第二电容C₂连接组成一级电容电路(105)，二级开关管电路(104)和一级电容电路(105)连接组成降压自均衡模块(103)，第一开关管S₁和第二开关管S₂连接组成一级开关管电路(102)，一级开关管电路(102)和降压自均衡模块(103)连接组成低压模块(101)；

所述低压模块(101)中，所述第一双向开关管Q₁的源极和第二双向开关管Q₂的源极连接；所述第一开关管S₁的源极与第一双向开关管Q₁的漏极以及第二开关管S₂的漏极连接；所述直流电源DC(114)的正极与第一开关管S₁的漏极，第一电容C₁的正极连接；所述直流电源DC(114)负极与第二开关管S₂的源极，第二电容C₂的负极连接；所述第一电容C₁的负极与第二电容C₂的正极以及第二双向开关管Q₂的漏极连接；第一开关管S₁的源极接在负载Load(115)的一端；

第一二极管D₁、第四开关管S₄和第三电容C₃连接组成第一充电电路(108)，第二二极管D₂、第三开关管S₃和第四电容C₄连接组成第二充电电路(109)，所述第一充电电路(108)和所述第二充电电路(109)连接组成恒压自均衡模块(107)；第三电容C₃、第四电容C₄、第五电容C₅、第五开关管S₅和第八开关管S₈连接组成第三充电电路(111)，第六开关管S₆、第七开关管S₇连接组成三级开关管电路(112)，所述第三充电电路(111)和三级开关管电路(112)连接组成升压自均衡模块(110)，第九开关管S₉和所述第十开关管S₁₀连接组成四级开关管电路(113)；所述第一充电电路(108)、所述第二充电电路(109)、所述第三充电电路(111)、三级开关管电路(112)和四级开关管(113)电路连接组成高压模块(106)；

所述高压模块(106)中，所述直流电源DC(114)的正极与第三开关管S₃的漏极，第一二极管D₁的阳极连接；所述直流电源DC(114)负极与第四开关管S₄的源极，第二二极管D₂的阴极连接；所述第三开关管S₃的源极与第四开关管S₄的漏极，第三电容C₃的负极以及第四电容C₄的正极连接；所述第一二极管D₁的阴极与第三电容C₃的正极，第五开关管S₅的漏极以及第六开关管S₆的漏极连接；所述第二二极管D₂的阳极与第四电容C₄的负极，第七开关管S₇的源极和第八开关管S₈的源极连接；所述第五电容C₅的正极与第五开关管S₅的源极，第七开关管S₇的漏极以及第九开关管S₉的漏极连接；所述第五电容C₅的负极与第六开关管S₆的源极，第十开关管S₁₀的源极以及第八开关管S₈的漏极连接；所述第九开关管S₉的源极和第十开关管S₁₀漏极连接；第九开关管S₉的源极接在负载Load(115)的一端。

对于整个电路来说，除所述第五开关管S₅和第八开关管S₈为不带体二极管的功率开关管外，其他的开关管均为带体二极管的功率开关管。

更进一步的，现对上述实施例所述的一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器工作在稳态时的模态分析如下：

首先，我们对逆变器的工作原理进行分析并作出其等效电路图，如图3所示，与原电路图相比，等效电路图增加了补充第一开关管T₁、补充第二开关管T₂、补充第三开关管T₃和补充第四开关管T₄。等效电路包含高压模块和低压模块。其中，低压模块由等效第一直流电源DC₁、第一电容C₁、第二电容C₂、第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一双向开关管Q₁、第二双向开关管Q₂、补充第一开关管T₁和补充第二开关管T₂组成。低压模块输出电压为补充第一开关管T₁的源极与第一开关管S₁的源极间的电压，大小记为v_OL；高压模块由等效第二直流电源DC₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第三电容C₃、第四电容C₄、第五电容C₅、补充第三开关管T₃以及补充第四开关管T₄组成。高压模块输出电压为第九开关管S9的源极电压与补充第三开关管T₃的源极间的电压，大小记为v_OH；因此，整个逆变器输出电压v_out满足：

v_out＝v_OH+v_OL (1)

在逆变器工作过程中，我们能够得到等效电路中高压模块和低压模块的工作状态表，如表1和表2所示。值得一提的是，该逆变器中，开关管T₁和T₂、开关管T₃和T₄、开关管S₃和S₄、开关管S₉和S₁₀的开关信号互补，开关管S₅和S₈共用同一个驱动信号。表中“0”表示相应开关管在该模态下处于关断状态，“1”表示相应开关管在该模态下处于导通状态，表1的电容一栏中“C”表示该模态下电容充电，“D”表示该模态下电容放电。假设所述直流电源DC，等效第一直流电源DC₁和等效第二直流电源DC₂的电压大小均为V_dc，则不同模态对应的v_OH和v_OL大小均已表示在表1和表2中。

表1高压模块开关状态

表2低压模块开关状态

所述逆变器的运行原理以及各开关管信号参见图4、图5、图6所示。

该逆变器在工作过程中，高压模块与低压模块，采用两种不同的调制方式。

其中，高压模块采用最近电平逼近调制(Nearest level control，NLC)，其基准波v_refh表达式为：

v_refh＝4Msin(ωt) (2)

式中，M为调制比，ω为角频率。第九开关管S₉的源极电压与补充第三开关管T₃的源极间的电压大小v_OH为形如图4中v_stair的阶梯波。

从表2中可以看出，v_OH大小在-3V_dc～3V_dc时，同一个大小的v_OH均对应两种不同的模态，当高压模块电路输出电压为NV_dc(-3≤N≤3且N为整数)时，若v_refh<N，电路工作在N^-模态；反之，电路工作在N⁺模态。

低压模块采用单极性SPWM调制，其基准波v_refl由v_refh和v_stair相减可得，即：

如图5所示，将低压模块基准波与两种三角载波u_c，-u_c作比较，可得低压模块的开关管状态：当v_refl>u_c时，低压模块工作在模态1；当0<v_refl<u_c时，低压模块工作在模态0+；当-u_c<v_refl<0时，低压模块工作在模态0-；当v_refl<-u_c时，低压模块工作在模态-1。

由图3可知，在等效电路中补充第一开关管T₁和补充第三开关管T₃共用一个驱动信号，补充第二开关管T₂和补充第四开关管T₄共用一个驱动信号，因此，等效电路中a₁点和a₂点电位始终相同，b₁点和b₂点的电位始终比a₁点和a₂点低V_dc，因此，图3的电路可等效成图2所示。当去掉开关管T₁，T₂，T₃和T₄，而其他开关管驱动信号不变时，图2所示的逆变器仍可输出图6中v_out所示的十七电平阶梯波形。

更进一步的，现对上述实施例所述的一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器在运行过程中的电容电压自然均衡原理进行阐述，其中降压自均衡模块中的第一电容C₁和第二电容C₂的电压可自均衡在V_dc/2大小，恒压自均衡模块中的第三电容C₃和第四电容C₄的电压可自均衡在V_dc大小，升压自均衡模块中的第五电容C₅的电压可自均衡在2V_dc大小。以下是我们对各模块自均衡的原理进一步地分析：

(1)降压自均衡模块：参见图2所示，电容C₁，C₂电压大小之和恒为V_dc，故两电容的电压变化仅与流入两电容中性P的电流i_c有关。根据上述实施例分析的调制方式，可以得出i_c的表达式为：

式中：i_out为输出电流。由于输出电压v_out是周期为2π的函数，所以i_out也为是周期为2π的函数。由于开关管Q₁，Q₂导通的条件是|v_refl|>|u_c|，根据图5，v_refl是个奇谐函数，载波u_c和-u_c关于wt轴对称，故i_c信号一定为奇谐函数。所以i_c在一个周期内的平均值I_c可由式(6)计算得到：

设第一电容C₁、第二电容C₂、第三电容C₃、第四电容C₄和第五电容C₅的容值分别是C₁'、C'₂、C'₃、C'₄和C'₅由电容电压电流关系以及基尔霍夫电流定律(KVL)可推得式(6)：

式中，u_c1和u_c2分别表示第一电容C₁和第二电容C₂的电压。由式(6)可以计算出：i_c1＝-0.5i_c，i_c2＝0.5i_c，由于i_c在一个周期内的均值为0，故第一电容C₁和第二电容C₂在一个输出周期内电荷变化量为0，因此，第一电容C₁和第二电容C₂的电压均衡。且由于第一电容C₁和第二电容C₂为串联关系，为达到电压均衡状态，第一电容C₁和第二电容C₂电容电压为V_dc/2。

(2)恒压自均衡模块：第三电容C₃、第四电容C₄的均衡原理分别如图7和图8：当第四开关管S₄导通时，第一二极管D₁导通，构成如图7的回路，直流电源DC给第三电容C₃充电；当第三开关管S₃导通时，第二二极管D₂导通，构成如图8的回路，直流电源DC给第四电容C₄充电；由此可得，第三电容C₃和第四电容C₄电容电压均衡在V_dc。

(3)升压自均衡模块：第五电容C₅均衡原理如图9所示，当第五开关管S₅和第八开关管S₈导通时，构成如图9的回路，第三电容C₃和第四电容C₄串联给第五电容C₅充电，由于第三电容C₃和第四电容C₄的电压大小均为V_dc，故第五电容C₅可充电至2V_dc大小。

值得一提的是，本实用新型十七电平自均压逆变器的自均压能力主要依靠降压自均衡模块、恒压自均衡模块和升压自均衡模块的电路结构，在降压自均衡模块拓扑中，第一电容C₁和第二电容C₂的电容电压大小为V_dc/2，降低了本逆变器的最小输出电平；在恒压自均衡模块拓扑中，第三电容C₃和第四电容C₄的电容电压大小为V_dc，保证了该逆变器的恒压能力；以及在升压自均衡模块中，第五电容C₅的电压为2V_dc，保证了该逆变器的升压能力。将第五电容C₅、第三电容C₃和第四电容C₄串联，其电压最大可达4V_dc，因此通过以上分析可知，该逆变器有4倍升压能力。而由于最小阶梯电平为V_dc/2，因而该逆变器可实现从-4V_dc到4V_dc，以0.5V_dc为步长共17电平输出。

为了验证上述实施例的正确性，现对本实用新型基于电容开关结构的十七电平自均压逆变器进行仿真验证，各元件参数如表3所示，其具体仿真结果如图10，图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19所示。

表3所述变换器中各元器件的参数选择

所述逆变器各开关管驱动信号如图10、图11、图12和图13所示，图10和图11显示出，在高频调制下，所述逆变器仅有第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一双向开关管Q₁和第二双向开关管Q₂工作在高频状态。然而，这些开关管的开关电压仅为V_dc/2，因此，该逆变器拥有很低的开关损耗。

进一步的，对本实用新型基于电容开关结构的十七电平自均压逆变器的输出波形进行仿真验证，逆变器输出电压波形如图14所示，所述逆变器可输出十七电平阶梯波，其幅值为200V，为直流电源的电压大小V_dc的4倍，因此，所述逆变器有着4倍的升压能力；逆变器输出电流波形如图15所示，图15可以看出，输出电流为近似正弦波。

进一步的，对本实用新型基于电容开关结构的十七电平自均压逆变器的自均压能力进行仿真验证，假设所述逆变器电容C₁、C₂、C₃、C₄以及C₅的电压分别是V_c1、V_c2、V_c3、V_c4和V_c5。则V_c1、V_c2、V_c3、V_c4和V_c5的仿真波形图如图16、图17和图18所示。由图16可知，电容C₁和C₂的电压稳定在25V附近；由图17可知，电容C₃和C₄的电压稳定在50V附近；由图18可知，电容C₅的电压稳定在100V附近。因此，该逆变器的电容电压可以实现自然均衡，无需额外传感器控制，大大减少了逆变器控制电路成本。

进一步的，对对本实用新型基于电容开关结构的十七电平自均压逆变器的动态特性进行仿真验证，图19展示了所述逆变器从负载为100Ω+50mH在时间t＝0.1s时突变至50Ω+25mH时的仿真波形。从图19可以看出，当负载减小时，逆变器输出电压不变，输出有效值从1.37A突变至2.70A。因此，输出电流扩大至原来的两倍上下。图19的仿真波形验证了所述逆变器在负载突变时，仍可以正常工作，因此该逆变器具有良好的动态特性。

综上所述，仿真结果和理论分析一致验证了所述逆变器拥有很好的稳态和动态特性。与现有逆变器相比，所述逆变器具有电容电压自均衡、四倍升压及开关损耗小的优势。这些优势使得本逆变器适用于分布式发电系统，在光伏、电动汽车等新能源领域具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型并不局限与上述实施方式，在实施过程中可能存在电路模型、驱动信号及相关参数的改动，如果对本实用新型的改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，且属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变形。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

Claims (9)

1.一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，包括：

直流电源、低压模块和高压模块；

所述低压模块包括：降压自均衡模块和一级开关管电路；

所述一级开关管电路、降压自均衡模块和直流电源依次连接；

所述降压自均衡模块包括：二级开关管电路和一级电容电路；所述二级开关管电路与一级电容电路连接；

所述高压模块包括：恒压自均衡模块、三级开关管电路、升压自均衡模块和四级开关管电路；所述恒压自均衡模块、所述三级开关管电路、所述升压自均衡模块、所述四级开关管电路与所述直流电源依次连接；

所述恒压自均衡模块包括：第一充电电路和第二充电电路；所述第一充电电路与所述第二充电电路连接；

所述升压自均衡模块包括：第三充电电路和三级开关管电路；所述第三充电电路和所述三级开关管电路连接；

所述低压模块通过直流电源与高压模块连接。

2.如权利要求1所述的一种基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述降压自均衡模块包括：

第一双向开关管、第二双向开关管、第一电容和第二电容；

所述第一双向开关管与所述第二双向开关管连接组成二级开关管电路；所述第一电容与所述第二电容连接组成一级电容电路；

所述二级开关管电路与所述一级电容电路连接。

3.如权利要求2所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述一级开关管电路，还包括：

第一开关管和第二开关管；所述第一开关管与所述第二开关管连接。

4.如权利要求3所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述低压模块，还包括：

所述第一双向开关管的源极和第二双向开关管的源极连接；所述第一开关管的源极与第一双向开关管的漏极以及第二开关管的漏极连接；所述直流电源的正极与第一开关管的漏极，第一电容的正极连接；所述直流电源的负极与第二开关管的源极，第二电容的负极连接；所述第一电容的负极与第二电容的正极以及第二双向开关管的漏极连接；第一开关管的源极接在负载的一端。

5.如权利要求1所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述恒压自均衡模块,包括：

第一二极管、第二二极管、第三开关管、第四开关管、第三电容和第四电容；

所述第一二极管、第四开关管和第三电容连接组成第一充电电路；

所述第二二极管、第三开关管和第四电容连接组成第二充电电路。

6.如权利要求5所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述升压自均衡模块，还包括：

第三电容、第四电容、第五电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；

所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第五开关管和所述第八开关管连接组成第三充电电路；

所述第六开关管、所述第七开关管连接组成三级开关管电路；

所述恒压自均衡模块通过所述三级开关管电路连接升压自均衡模块。

7.如权利要求6所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述四级开关管电路，还包括：

第九开关管和第十开关管；所述第九开关管和所述第十开关管连接组成四级开关管电路。

8.如权利要求7所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，所述高压模块，还包括：

所述直流电源的正极与第三开关管的漏极，第一二极管的阳极连接；所述直流电源的负极与第四开关管的源极，第二二极管的阴极连接；所述第三开关管的源极与第四开关管的漏极，第三电容的负极以及第四电容的正极连接；所述第一二极管的阴极与第三电容的正极，第五开关管的漏极以及第六开关管的漏极连接；所述第二二极管的阳极与第四电容的负极，第七开关管的源极和第八开关管的源极连接；所述第五电容的正极与第五开关管的源极，第七开关管的漏极以及第九开关管的漏极连接；所述第五电容的负极与第六开关管的源极，第十开关管的源极以及第八开关管的漏极连接；所述第九开关管的源极和第十开关管漏极连接；第九开关管的源极接在负载的一端。

9.如权利要求6所述的基于开关电容结构的十七电平自均压逆变器，其特征在于，还包括：

所述第五开关管和第八开关管为不带体二极管的功率开关管。