一种五电平变换器的控制方法技术

技术编号:15299279 阅读:180 留言:0更新日期:2017-05-12 01:11
本发明专利技术实施例公开了一种五电平变换器的控制方法,五电平变换器采用五电平拓扑,五电平变换器的每个桥臂包括工频管和高频管,其特征在于,控制器采用DPWM控制方式,并注入共模电压,其中,工频管的工作频率与电网频率之间的比值位于预设范围内,高频管的工作频率与电网频率之间的比值大于预设阈值,预设阈值大于预设范围所包含的最大值。采用本发明专利技术实施例,可提高电源转换效率,并降低直流侧负极对大地的漏电流。

Control method of five level converter

The embodiment of the invention discloses a control method of five level converter, five level converter with five level topology, each bridge arm five level converter comprises a power frequency and high frequency tube tube, which is characterized in that the controller adopts the DPWM control mode, and injected into the common mode voltage, the ratio between the working frequency and the power grid. The tube is positioned at a predetermined frequency frequency range, the ratio between the working frequency and power frequency high frequency tube is larger than the preset threshold value, the maximum value is greater than the preset threshold within the range. By adopting the embodiment of the invention, the conversion efficiency of the power supply can be improved, and the leakage current of the negative side of the DC side to the ground can be reduced.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电子
,尤其涉及一种五电平变换器的控制方法
技术介绍
单相系统中,飞跨电容五电平拓扑可以使用低压MOSFET(150V等级),低压MOS允许工作在高频状态(>50kHz),同时保证较低的开关损耗;系统等效开关频率加倍,可以大幅降低输出电感和电容的体积和重量。传统的飞跨电容五电平拓扑需要引入3个飞跨电容,使电压合成的选择增多,开关状态的选择具有较大的灵活性,同一电平通过选择合适的开关状态,可使各电容电压保持平衡。传统的飞跨电容五电平拓扑采用正弦脉宽调制(SinusoidalPulseWidthModulation,SPWM),所有功率管工作于高频状态,开关损耗大,导致电源转换效率较低,同时直流侧负极对大地的漏电流较高。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于,提供一种五电平变换器的控制方法,可提高电源转换效率,并降低直流侧负极对大地的漏电流。第一方面,本专利技术实施例提供了一种五电平变换器的控制方法,五电平变换器采用五电平拓扑,五电平变换器的每个桥臂包括工频管和高频管,控制器采用DPWM控制方式,并注入共模电压,其中,工频管的工作频率与电网频率之间的比值位于预设范围内,高频管的工作频率与电网频率之间的比值大于预设阈值,预设阈值大于预设范围所包含的最大值。在该技术方案中,控制器采用DPWM控制方式,可确保各个桥臂的高频管在目标时间段内保持开关状态不变,减小高频管开关损耗,进而提高电源转换效率。另外,控制器通过注入共模电压,可减小直流侧负极对地电压,进而降低直流侧负极对大地的漏电流。可选的,控制器还可以对调制比进行调整,以调整对地电压。可选的,共模电压可以是预设恒定值,或者共模电压可以是预设分段函数的函数值。可选的,高频管在目标时间段内保持开关状态不变。第二方面,本专利技术实施例提供了一种五电平变换器的控制方法,五电平变换器采用五电平拓扑,五电平变换器的每个桥臂包括工频管和高频管,控制器采用DPWM控制方式,并注入共模电压,以使第二桥臂在电网过零点对应的时间段内输出零电平,且第二桥臂在模式4和模式8之间切换,其中,工频管的工作频率与电网频率之间的比值位于预设范围内,高频管的工作频率与电网频率之间的比值大于预设阈值,预设阈值大于预设范围所包含的最大值。在该技术方案中,控制器采用DPWM控制方式,可确保各个桥臂的高频管在目标时间段内保持开关状态不变,减小高频管开关损耗,进而提高电源转换效率。另外,控制器通过注入共模电压,使第二桥臂在电网过零点对应的时间段内输出零电平,且第二桥臂在模式4和模式8之间切换,可使热量分布在8个功率器件上,相对传统的将热量分布在4个功率器件上,本专利技术实施例可改善功率器件的散热。另外,控制器采用DPWM控制方式,可减小直流侧负极对地电压,进而降低直流侧负极对大地的漏电流。可选的,控制器注入共模电压,具体可以为:控制器控制第二桥臂的功率器件在电网过零点对应的时间段内注入预置信号,预置信号的工作频率为预设频率。可选的,控制器注入共模电压,具体可以为:控制器控制第二桥臂的工频管注入预置信号,预置信号的工作频率为预设频率,以使第二桥臂的功率器件进行动作,且第二桥臂的输出电平保持为零电平。可选的,控制器注入共模电压,具体可以为:控制器控制第二桥臂的工频管注入预置信号,预置信号的工作频率为预设频率,以均衡功率器件导通损耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或
技术介绍
中的技术方案,下面将对本专利技术实施例或
技术介绍
中所需要使用的附图进行说明。图1是本专利技术实施例提供的一种飞跨电容五电平的拓扑结构示意图;图2是传统的采用SPWM调制方式的一种调制波的示意图;图3是本专利技术实施例提供的一种DPWM调制方式的示意图;图4是本专利技术另一实施例提供的一种DPWM调制波的示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例进行描述。请参见图1,图1是本专利技术实施例提供的一种飞跨电容五电平的拓扑结构示意图,该飞跨电容五电平可以包括母线电压Udc、电容C1~C6、功率开关器件MOSA0H,MOSA1H,MOSA1L,MOSA0L统称为A桥臂工频管,功率开关器件MOSA2H,MOSA3H,MOSA3L,MOSA2L统称为A桥臂高频管,功率开关器件MOSB0H,MOSB1H,MOSB1L,MOSB0L统称为B桥臂工频管,功率开关器件MOSB2H,MOSB3H,MOSB3L,MOSB2L统称为B桥臂高频管,其中:C1的一端分别与Udc的正极、MOSA0H的漏极、MOSB0H的漏极以及C5的一端连接,C1的另一端分别与C2的一端以及电容中点MID连接。C2的另一端分别与Udc的负极、MOSA0L的源极、MOSB0L的源极以及C6的一端连接。MOSA0H的栅极、MOSA1H的栅极、MOSA2H的栅极、MOSA3H的栅极、MOSA0L的栅极、MOSA1L的栅极、MOSA2L的栅极、MOSA3L的栅极、MOSB0H的栅极、MOSB1H的栅极、MOSB2H的栅极、MOSB3H的栅极、MOSB0L的栅极、MOSB1L的栅极、MOSB2L的栅极以及MOSB3L的栅极用于输入对应功率管的驱动信号。MOSA0H的源极分别与MOSA1H的漏极以及MOSA2H的漏极连接。MOSA1H的源极分别与MOSA1L的漏极以及电容中点MID连接。MOSA1L的源极分别与MOSA0L的漏极、MOSA2L的源极连接。MOSA2H的源极分别与MOSA3H的漏极以及C3的一端连接。C3的另一端分别与MOSA3L的源极以及MOSA2L的漏极连接。MOSA3H的源极分别与MOSA3L的漏极以及电感L1的一端连接,L1的另一端与电网的一端L点连接,电网的另一端N点与电感L2的一端连接,L2的另一端分别与MOSB3H的源极和MOSB3L的漏极连接。MOSB3H的漏极分别与MOSB2H的源极和C4的一端连接。MOSB2H的漏极分别与MOSB0H的源极和MOSB1H的漏极连接。MOSB1H的源极分别与MOSB1L的漏极、C5的另一端、C6的另一端以及电容中点MID连接。MOSB0L的漏极分别与MOSB1L的源极和MOSB2L的源极连接。MOSB2L的漏极分别与MOSB3L的源极以及C4的另一端连接。示例性的,单个桥臂功率管开关状态可以如表一所示:表一对于单相逆变来说,可以有两个输出桥臂(例如A桥臂以及B桥臂),A桥臂以及B桥臂可以通过滤波器并入电网L、N线。当电网电压为Ug时,可以以母线电容中点为参考点,A桥臂输出电压为Ua,B桥臂输出电压为Ub,分别将Ua、Ub分解为差模分量Udiff和共模分量Ucom,得到Ua=Udiff+UcomUb=-Udiff+Ucom并网过程中忽略线路压降,得到Ua-Ub=Ug即:(Udiff+Ucom)-(-Udiff+Ucom)=Ug可以得到:Udiff=Ug*0.5当Ucom=0时,如图2所示,为传统的SPWM调制方法:Ua=Ug*0.5Ub=-Ug*0.5示例性的,第一桥臂可以为图1中的A桥臂,第二桥臂可以为图1中的B桥臂;A桥臂的调制波可以如图2中的Ua所示,B桥臂的调制波可以如图2中的Ub所示,A桥臂输出电压可以如图2中的Uinva所示,B桥臂输出电压可以如图2中的Uinvb所示,逆变输出电压如本文档来自技高网
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一种五电平变换器的控制方法

【技术保护点】
一种五电平变换器的控制方法,所述五电平变换器采用五电平拓扑,所述五电平变换器的每个桥臂包括工频管和高频管,其特征在于,所述方法包括:控制器采用数字脉宽调制DPWM控制方式,并注入共模电压,其中,所述工频管的工作频率与电网频率之间的比值位于预设范围内,所述高频管的工作频率与所述电网频率之间的比值大于预设阈值,所述预设阈值大于所述预设范围所包含的最大值。

【技术特征摘要】
1.一种五电平变换器的控制方法,所述五电平变换器采用五电平拓扑,所述五电平变换器的每个桥臂包括工频管和高频管,其特征在于,所述方法包括:控制器采用数字脉宽调制DPWM控制方式,并注入共模电压,其中,所述工频管的工作频率与电网频率之间的比值位于预设范围内,所述高频管的工作频率与所述电网频率之间的比值大于预设阈值,所述预设阈值大于所述预设范围所包含的最大值。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:所述控制器对调制比进行调整,以调整对地电压。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述共模电压是预设恒定值,或者所述共模电压是预设分段函数的函数值。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高频管在目标时间段内保持开关状态不变。5.一种五电平变换器的控制方法,所述五电平变换器采用五电平拓扑,所述五电平变换器的每个桥臂包括工频管和高频管,其特征在于,所述方法包括:控制器采用数字脉宽调制DPWM控制方式,并注入...

【专利技术属性】
技术研发人员:傅电波徐志武
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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