（4）单级Buck-Boost型高频环节逆变器

这类逆变器具有拓扑简洁、单级功率变换、可靠性高、容量小、输出电压纹波大等特点。

（5）两级级联直流变换器型高频环节逆变器

这类逆变器用于新能源并网逆变场合，充分体现出其优越性；这类逆变器用于独立发电场合，仅在恒定阻性负载时输出波形较好，就是说负载适应能力差；有单向功率流和双向功率流两类。

（6）单级直流变换器型高频环节逆变器。

低频环节逆变器适用于对变换效率有高要求的场合；而高频环节逆变器，则适用于对体积、重量有高要求的场合。逆变器正朝着高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染、智能化和集成化的方向发展。

1.2 多电平技术的来源和发展

德国学者Holtz于1977年首次提出三电平变换拓扑，其主电路采用常规的两电平电路，仅在每相桥臂带一对开关管作为辅助中点进行箝位。1980年，日本长冈科技大学A.Nabae等人将辅助开关管换成一对箝位二极管，分别和上下桥臂串联的开关管相连以辅助中点箝位，称为二极管中点箝位式（Neutral Point Clamped，NPC）三电平变换器。这种变换器控制较容易，主开关管关断时仅承受直流侧一半的电压，因此更适合在大功率场合。1983年，Bhagwat和Stefanovic将这种电路结构由三电平推广到多电平，进一步奠定了NPC结构的多电平模式。

传统的两电平变换器结构如果应用在中高压大容量场合，只能采用GTO器件或者采用IGBT串联的方式。GTO虽然容量很大，但是具有开关频率低、驱动和吸收电路复杂等固有缺点，造成输出电流畸变比较严重。如果采用器件串联方式，又要求器件间的动静态均压效果好、触发脉冲严格一致，降低了系统的可靠性。由于多电平变换器能有效的降低每个开关管上的电压应力，保证无需采用器件串联的工作方式也可应用于中高压大容量场合，所以在高压大功率领域受到越来越多的关注。

多电平技术的出现为高压大容量电压型变换器的研制开辟了一条新的思路，逐渐成为大功率电机传动和大功率无功补偿等领域的重点研究对象。

自从多电平变换器的概念被首次提出以来，多电平技术在二十年内有突飞猛进的发展，其应用的领域亦越来越广泛。近年来，随着MOSFET、IGBT、MOS控制晶闸管（MCT）、集成门极换流晶闸管（IGCT）、MOS控制整流管（MCD）、功率集成电路（PIC）以及智能功率模块（IPM）等电力电子器件的飞速发展，多电平技术的研究和应用得到越来越多的重视。应用到新领域的各种拓扑和控制方法不断涌现，多电平技术的应用范围也得到极大的扩展。

说到多电平技术的发展就不得不说三电平技术的发展，因为三电平技术的发展对多电平技术的发展起到巨大的促进作用【2】。

1.3多电平逆变器的研究现状

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：

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。