1. 在INPC三电平拓扑结构中, 每相的功率元器件总共有6个, 4个IGBT： T 1， T 2， T 3， T 4以及2个钳位 极管二极管： Da， Db。2.4个I G BT的开关状态组合可以组成不同的模态。
二. 三电平拓扑的模态分析
1. 将T1， T2， T3， T4的状态分别用1和0表示，1表示开通，0表示关断，可以有以下组合(假定电流的流向向内)：
2. 从上表可以看出，INPC三电平电路的模态有5种。其中包括稳定态C， 6， 3以及过渡态4和2。
3. 在输出状态转化时，为了避免桥臂直通的风险，通常会嵌入一定的死区时间。
这就意味着在状态转换时存在过渡态：
1100‐‐‐ C状态
0100‐‐‐ 4状态，C转6过程中的死区
0110‐‐‐ 6状态
0010‐‐‐ 2状态，6转3过程中的死区
0011‐‐‐ 3状态
0010‐‐‐ 2状态， 3转6过程中的死区
0110‐‐‐ 6状态
0100‐‐‐ 4状态，6转C过程中的死区
1100‐‐‐ C状态
三. INPC三电平电路的换流过程分析
下面我们对每个模态进行逐个的分析。关于电流流向的假设：实际上，电流朝外流与电流朝内流是两种对偶的情形，只需要分析其中一种电流方向即可，另一种情况是一样的。在以下的分析中，我们假定电流朝内流。
1. 状态C➙4： IGBT从1100切换成0100
在这个时刻，T 1关断，因为电流本来就没有经过T 1，所以这个时刻电路内不发生任何换流行为， D1， D2仍然续流。
2. 状态4➙6： IGBT从0100切换成0110
在这个时刻， T3开通， 发生以下换流行为, 因为T2一直是处于开通状态，所以a 点电位总是等于AC的电位。T3开通时， Db也会导通， 形成如右图红色所示的换流回路以及蓝色所示负载电流。此时，b点的电位被迅速拉至0点，AC及a 的电位也会被拉至0点， 这意味着， D1被强迫关断，D1会发生反向恢复行为。在这个换流过程中，反向恢复电流穿过了C1，D1， T2， T3， Db及这个回路中的杂散电感，这是大换流回路。
3. 状态6➙2： IGBT从0110切换成0010
在这个时刻，T2关断，因为T2之前已经没有流过电流了， 所以不会发生换流行为，与前一状态完全一样。电流路径如右图所示，电流不变，仍然流过T3及Db，流进0点。
4. 状态2➙3： IGBT从0010切换成0011
在这个时刻，T4开通， b点电位被拉至‐ 1， Db被强迫关断，Db会出现反向恢复行为。换流的电流如右图所示， 电流穿过C2， Db， T4以及其中的杂散电感。这是小换流回路。
5. 状态3➙2： IGBT从0011切换成0010
在这个时刻， T4关断， Db续流， T4会产生电压尖峰。换流的电流如右图所示。这个电压尖峰所对应的杂散电感是C2， Db， T4构成的回路的的杂散电感。这是一个小换流回路。
6. 状态2➙6： IGBT从0010切换成0110
在这个时刻，T2开通，电流不会流过T2， 不出现任何换流过程， 电流路径维持不变。T2不产生开通损耗。
6. 状态6➙4： IGBT从0110切换成0100
在这个时刻，T3关断， D1， D2续流， T3会产生电压尖峰，换流的电流如右图所示。这个电压尖峰所对应的杂散电感是C1， D1，D2， T3， Db所构成的回路的的杂散电感。这是一个大换流回路。
6. 状态4➙C： IGBT从0100切换成1100
在这个时刻，T1开通，电流仍然通过D1续流，所以T1不产生开通损耗。 不发生换流过程，电流路径维持不变。
四. 小结
经过以 对上对N P C 1三电平拓扑中每个模态切换过程的分析， 可以得出一些有用的结论：
1.回路中存在两个换流回路，一个大换流回路，由5个器件构成；一个小换流回路， 由3个器件构成；
2.在大换流回路中换流的器件的应力会被小换流回路中的器件的应力大，取决于回路中杂散电感的水平；
3. 拓扑中 共有一 共有10个半导体器件， 它们的应力各不相同， 需要分别分析，在应用时需要留意及测试。
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