| 主权项 |
一种二极管箝位型五电平半桥逆变器的半周期PWM控制方法，其特征在于，在输出滤波电感电流大于零时，只控制上桥臂的第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)和第四功率开关管(S4)，给下桥臂的第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第七功率开关管(S7)和第八功率开关管(S8)半个周期关断信号，在输出滤波电感电流小于零时，只控制下桥臂的第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第七功率开关管(S7)和第八功率开关管(S8)，给上桥臂的第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)和第四功率开关管(S4)半个周期关断信号，在半周期控制逻辑中，利用输出滤波电感电流极性这一参数，关断一些不必要的开通信号，实现无死区运行，第一直流电压源(Ud1)、第二直流电压源(Ud2)、第三直流电压源(Ud3)和第四直流电压源(Ud4)的电压值均为Ud，输出滤波电感电流为iL，以第二直流电压源(Ud2)阴极为参考点，半桥输出五个电平：“+2Ud”、“+Ud”、“0”、“‑Ud”和“‑2Ud”，其控制方法特征在于：(1)输出“+2Ud”电平时，iL＞0时，上桥臂所有功率开关管开通，即第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)和第四功率开关管(S4)同时开通，输出滤波电感电流从第一直流电压源(Ud1)阳极流出，经过第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)、第四功率开关管(S4)、输出滤波电感(L)、输出滤波电容(Cf)和负载(R)流入第二直流电压源(Ud2)的阴极；iL＜0时，所有功率开关管关断，输出滤波电感电流经过第四寄生二极管(DS4)、第三寄生二极管(DS3)、第二寄生二极管(DS2)和第一寄生二极管(DS1)，流入第一直流电压源(Ud1)的阳极；(2)输出“+Ud”电平时，iL＞0时，第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)和第四功率开关管(S4)开通，输出滤波电感电流从第二直流电压源(Ud2)阳极流出，经过第一箝位二极管(D1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)、第四功率开关管(S4)和输出滤波电感(L)、输出滤波电容(Cf)和负载(R)流入第二直流电压源(Ud2)的阴极；iL＜0时，第五功率开关管(S5)开通，输出滤波电感电流经过第五功率开关管(S5)、第十二箝位二极管(D12)、第八箝位二极管(D8)和第二箝位二极管(D2)，流入第二直流电压源(Ud2)的阳极；(3)输出“0”电平，iL＞0时，第三功率开关管(S3)和第四功率开关管(S4)开通，输出滤波电感电流在第三箝位二极管(D3)、第七箝位二极管(D7)、第三功率开关管(S3)、第四功率开关管(S4)、输出滤波电感(L)、输出滤波电容(Cf)和负载(R)之间续流；iL＜0时，第五功率开关管(S5)和第六功率开关管(S6)开通，输出滤波电感电流在第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第十箝位二极管(D10)、第四箝位二极管(D4)、输出滤波电感(L)、输出滤波电容(Cf)和负载(R)之间续流；(4)输出“‑Ud”电平，iL＞0时，第四功率开关管(S4)开通，输出滤波电感电流从第三直流电压源(Ud3)的阴极流出，经过第五箝位二极管(D5)、第九箝位二极管(D9)、第十一箝位二极管(D11)和第四功率开关管(S4)流向输出滤波电感；iL＜0时，第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)和第七功率开关管(S7)开通，输出滤波电感电流经过第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第七功率开关管(S7)和第六箝位二极管(D6)流入第三直流电压源(Ud3)的阴极；(5)输出“‑2Ud”电平，iL＞0时，所有功率开关管关断，输出滤波电感电流从第四直流电压源(Ud4)的阴极流出，经过第八寄生二极管(DS8)、第七寄生二极管(DS7)、第六寄生二极管(DS6)、第五寄生二极管(DS5)流向输出滤波电感；iL＜0时，第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第七功率开关管(S7)和第八功率开关管(S8)开通，输出滤波电感电流从输出滤波电感经第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第七功率开关管(S7)和第八功率开关管(S8)流入第四直流电压源(Ud4)的阴极。 |
