浮动电容混合三电平DC-AC逆变器控制方法

摘要

发明涉及一种浮动电容混合三电平DC-AC逆变器及其控制方法。逆变器包括一个桥路，在该桥路左半桥设有串联的第一、二、三、四开关器件，在该桥路右半桥设有串联的第五、第六开关器件，在所述的第一开关器件S1和第二开关器件S2的串联点到第三开关器件S3和第四开关器件S4的串联点之间接有一个浮动均压电容CBLK，其桥路输出端上接有输出变压器T1。其控制方法采用载波180°错相控制，可输出倍频的SPWM信号，因此，在满足输出谐波质量的条件下，可降低开关频率，从而降低电路损耗。

主权项

一种浮动电容混合三电平DC‑AC逆变器的三电平逆变控制方法，所述的浮动电容混合三电平DC‑AC逆变器包括一个桥路，在该桥路左半桥的上桥臂上设有第一开关器件(S1)及其反向并联二极管(D1)和第二开关器件(S2)及其反向并联二极管(D2)，在该桥路左半桥的下桥臂上设有第三开关器件(S3)及其反向并联二极管(D3)和第四开关器件(S4)及其反向并联二极管(D4)，在该桥路右半桥的上桥臂上设有第五开关器件(S5)及其反向并联二极管(D5)，在该桥路右半桥的下桥臂上设有第六开关器件(S6)及其反向并联二极管(D6)，在所述的第一开关器件(S1)和第二开关器件(S2)的串联点(2)和第三开关器件(S3)和第四开关器件(S4)的串联点(4)之间接有一个浮动均压电容(CBLK)，所述左半桥与右半桥的上、下并联点(1、5)为直流电压Uin的输入端，所述左半桥上桥臂与下桥臂的连接点(3)与右半桥上桥臂与下桥臂的连接点(6)之间为逆变输出端，并在该输出端上接有输出变压器(T1)；其三电平逆变控制方法的步骤如下：(1)以第一、第二和第六开关器件(S1、S2、S6)为第一工作组合，用于输出工频上半周正弦脉宽调制信号：(1.1)以等幅三角波(uC1)作载波信号，将工频正弦波(ur)的上半周信号与载波信号(uC1)在时间轴上相遇，并令工频正弦波(ur)上半周信号的零点与载波信号(uC1)的三角峰点处于同相位，再将所述工频正弦波上半周信号与载波信号比较，其中工频正弦波(ur)上半周信号的幅值＞载波信号(uC1)幅值的时区为第一开关器件(S1)的导通时区，反之为第一开关器件(S1)关断时区，从而得到第一开关器件(S1)的脉宽调制控制信号(S1’)；(1.2)将(1.1)步得到的载波信号（uC1）作180°移相后得到反向载波信号(UC2)，再将工频正弦波(ur)的上半周信号与所述反向载波信号(uC2)在时间轴上相遇，并令工频正弦波上半周信号的零点与反向载波信号(uC2)的零点处于同相位，再将所述工频正弦波上半周信号与反向 载波信号比较，其中工频正弦波(ur)上半周信号的幅值＞反向载波信号(UC2)幅值的时区为第二开关器件(S2)的导通时区，反之为第二开关器件(S2)的关断时区，从而得到第二开关器件(S2)的脉宽调制控制信号(S2’)；(1.3)按照(1.1)、(1.2)步所得的脉宽调制控制信号(S1’、S2’)分别控制第一、二开关器件(S1、S2)在工频正弦波上半周期内导通与关断，并同时控制第六开关器件(S6)在工频正弦波上半周期内常态导通，则脉宽调制信号输出端输出工频上半周正弦脉宽调制信号，在这一过程中，当第一、第六开关器件(S1、S6)处于同时导通状态和第二、第六开关器件(S2、S6)处于同时导通状态时，输出端均输出Uin/2电平，当第一、第二、第六开关器件(S1、S2、S6)处于同时导通状态时，输出端输出Uin电平，当第一、第二开关器件(S1、S2)处于同时关断时，输出端输出零电平；(2)以第三、第四和第五开关器件(S3、S4、S5)为第二工作组合，用于输出工频下半周正弦脉宽调制信号：(2.1)以负向等幅三角波作负载波信号，将工频正弦波(ur)的下半周信号与负载波信号在时间轴上相遇，并令正弦波下半周信号的π点与负载波信号三角峰点处于同相位，再将所述工频正弦波下半周信号与负载波信号比较，其中工频正弦波下半周信号的幅值＜负载波信号幅值的时区为第三开关器件(S3)的导通时区，反之为第三开关器件(S3)关断时区，从而得到第三开关器件(S3)的脉宽调制控制信号；(2.2)将所述的负载波信号180°移相后得到反向负载波信号，再将工频正弦波下半周信号与反向负载波信号在时间轴上相遇，并令工频正弦波下半周信号的π点与反向负载波信号零点处于同相位，然后将所述工频正弦波下半周信号与反向负载波信号比较，其中工频正弦波下半周信号的幅值＜反向负载波信号幅值的时区为第四开关器件(S4)的导通时区，反之为第四开关器件(S4)的关断时区，从而得到第四开关器件(S4)的脉宽调制控制信号；(2.3)按照(2.1)、(2.2)步得到的第三、第四开关器件的脉宽调制 控制信号分别控制第三、四开关器件(S3、S4)在工频正弦波下半周期内导通与关断，并同时控制第五开关器件(S5)在工频正弦波下半周期内常态导通，则脉宽调制信号输出端输出工频下半周正弦脉宽调制信号，在这一过程中，当第三、第五开关器件(S3、S5)处于同时导通状态和第四、第五开关器件(S4、S5)处于同时导通状态时，输出端均输出‑Uin/2电平，当第三、第四、第五开关器件(S3、S4、S5)处于同时导通时，输出端输出‑Uin电平，当第三、第四开关器件(S3、S4)处于同时关断时，输出端输出零电平。