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202602016.pdf
文章编号：1672-6987（2026）02-0106-08；DOI：10. 16351/j. 1672-6987. 2026. 02. 016
陈明皓 1 ，刘喜梅 1* ，牛得存 1 ，李希年 2 （1. 青岛科技大学 自动化与电子工程学院，山东 青岛 266061； 2. 山东工商学院 信息与电子工程学院，山东 烟台 264005）
摘 要：针对传统多电平逆变器多为降压型逆变器，且结构复杂、所用功率器件数目较多的缺 点，利用开关电容技术提出一种高增益多电平逆变器拓扑结构。该拓扑借助开关电容电压实 现高增益输出，由于开关电容无需复杂的控制策略，因此可以实现电容电压自平衡。又因该 拓扑三相可共用直流电源、共用部分功率器件和开关电容、故在三相系统下的优势更为凸显。 分析了所提逆变器的工作原理、调制策略和拓扑比较，并利用 Matlab/Simulink 软件搭建仿真 模型，验证了所提拓扑的可行性与正确性。
关键词：多电平逆变器；高增益；开关电容技术；电容电压自平衡
中图分类号：TM 464 文献标志码：A
引用格式：陈明皓，刘喜梅，牛得存，等 . 开关电容型高增益多电平逆变器［J］. 青岛科技大 学学报（自然科学版），2026，47（2）：106-113.
CHEN Minghao， LIU Ximei， NIU Decun， et al. A switched-capacitor high gain-based multi⁃ level inverter［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition），2026，47（2）：106-113.
A Switched-Capacitor High Gain-Based Multilevel Inverter
CHEN Minghao1 ，LIU Ximei1 ，NIU Decun1 ，LI Xinian2 （1. College of Automation and Electronic Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266061，China； 2. School of Information and Electrical Engineering， Shandong Technology and Business University， Yantai 264005， China）
Abstract：In response to the shortcomings of traditional multi-level inverters， which are mostly buck inverters with complex structures and a large number of power devices used， this paper proposes a high gain multi-level inverter topology using switched capacitor technology. This topology utilizes switch capacitor voltage to achieve high gain output. As switch capaci⁃ tors do not require complex control strategies， they can achieve capacitor voltage self balanc⁃ ing. Due to the fact that the three-phase topology can share a DC power supply， some power devices， and switching capacitors， its advantages in three-phase systems are more prominent. This paper analyzes the working principle， modulation strategy and topology comparison of the proposed inverter， and uses Matlab/Simulink software to build a simulation model to verify the feasibility and correctness of the proposed topology.
Key words：multilevel inverter； high gain； switched-capacitor； voltage self-balancing
收稿日期：2025-08-01
基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2021ME263）.
作者简介：陈明皓（1997—），男，硕士研究生 . * 通信联系人 .
