级联H桥型多电平变流器触发脉冲的快速生成方法

摘要

本发明涉及一种级联H桥型多电平变流器开关触发脉冲的形成方法，属于电力电子变流器开关调制技术领域。本发明主要针对现有变流器开关SPWM触发脉冲形成技术中触发脉冲生成精度与采样点数、计算工作量的矛盾，提出一种基于载波相移正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术的级联H桥型多电平变流器开关触发脉冲生成方法，按照本发明特定的采样方法、采样时序以及占空比的算法，快速形成变流器开关的SPWM触发脉冲。采用该方法，与现有基于对称规则采样法的CPS-SPWM脉冲生成技术相比，生成的SPWM触发脉冲精度高；与现有基于不对称规则采样法的CPS-SPWM脉冲生成技术相比，采样点和计算工作量减小一半。此外，该方法下变流器输出电压的基波分量与调制波之间的延时小，即触发脉冲生成速度快。

主权项

级联H桥型多电平变流器触发脉冲的快速生成方法，其特征是包括以下步骤：1)变流器H桥级联单元数为N；采样周期为Ts，采样时刻为tn，n＝1，2，...，2N；Dx1、Dx2、Dx3、Dx4分别为各H桥左桥臂上、下和右桥臂上、下开关器件，Px1、Px2、Px3、Px4分别为Dx1、Dx2、Dx3、Dx4的触发脉冲，dx1、dx2、dx3、dx4分别为Dx1、Dx2、Dx3、Dx4的触发脉冲占空比值，Tx1、Tx2、Tx3、Tx4分别为Dx1、Dx2、Dx3、Dx4的载波计数器，Tx1CMP、Tx2CMP、Tx3CMP、Tx4CMP分别为Tx1、Tx2、Tx3、Tx4的存放占空比数据的计数器比较寄存器，x＝1，2，...，N；t1时刻，采样调制波us，计算占空比d11或d14，d14＝d11；2)将d11、d14分别加载到计数器比较寄存器T11CMP和T14CMP；3)t2时刻，清零T11开始增计数，生成P11的下降沿；同时，重载T14并开始减计数，生成P14的上升沿；4)重复步骤1)～3)，依次在t2，t3，...，tN时刻采样调制波us，计算占空比d21或d24，d31或d34，...，dN1或dN4，并在t3，t4，...，tN+1时刻清零T21，T31，...，TN1开始增计数，生成P21，P31，...，PN1的下降沿；同时，重载T24，T34，...，TN4并开始减计数，生成P24，P34，...，PN4的上升沿；5)tN+1时刻，采样调制波us，计算占空比d14或d11，d11＝d14；6)将d14、d11分别加载到计数器比较寄存器T14CMP和T11CMP；7)tN+2时刻，清零T14开始增计数，生成P14的下降沿；同时，重载T11并开始减计数，生成P11的上升沿；8)重复步骤5)～7)，依次在tN+2，tN+3，...，t2N时刻采样调制波us，计算占空比d24或d21，d34或d31，...，dN4或dN1，并在tN+3，tN+4，...，t2N+1时刻清零T24，T34，...，TN4开始增计数，生成P24，P34，...，PN4的下降沿；同时，重载T21，T31，...，TN1并开始减计数，生成P21，P31，...，PN1的上升沿；9)步骤8)中的t2N+1时刻同时也是下一个载波周期的t1时刻，至此进入下一个脉冲生成周期。