一种三电平buck-boost双向斩波电路调制方法技术

本发明专利技术公开了一种三电平buck

【技术实现步骤摘要】
一种三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法


[0001]本专利技术属于双向DC
‑
DC斩波电路调制
，具体涉及一种三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法。

技术介绍

[0002]随着现代社会的不断发展，现代社会对电力的依赖性日益增强，挂网运行的负载与电源愈加复杂，对电能的需求形式也愈加复杂。为解决电能需求复杂化的问题，变流器的发展显得极其重要。直流电在现代电网所占比重逐渐上升，随着储能等既可充当微源，又可充当负载的装置大量挂网，双向直流变流器的应用需求日渐增加。
[0003]变流器拓扑按电平数进行区分，一般可以分为两电平拓扑、三电平拓扑与多电平拓扑。多电平拓扑结构复杂度较高、控制难度大，所以应用较少；两电平拓扑结构简单，但存在设备体积大、器件应力大损耗大等问题。而三电平拓扑具有输出谐波含量低、器件开关损耗低效率高、设备体积小等优点，在中高压大功率逆变器的领域得到了广泛应用，更具实用价值。而三电平buck
‑
boost双向斩波电路相对于其他三电平拓扑，其具有体积小，成本低等优势，因此在工业领域越来越受重视。
[0004]调制策略是直流变流器实际应用的关键环节，三电平直流变流器拓扑由于电平数增多，传统的应用于两电平拓扑的调制策略对其不再适用，需要进一步研究新型调制方式，来实现其正常工作，并充分发挥三电平拓扑优势，降低输出谐波，降低器件开关损耗。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，用于三电平buck
‑
boost双向斩波电路的调制，以降低输出纹波，降低器件开关损耗，提高效率。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将三电平buck
‑
boost双向斩波电路中的开关管划分为两组；
[0009]S2、针对步骤S1划分的第一组的开关管构建层叠载波；
[0010]S3、将步骤S2构建的决定第一组开关管开通与关断的层叠载波移相180
°
，作为步骤S1划分的第二组开关管的载波；
[0011]S4、根据控制要求给出相应的调制波指令，并分别与步骤S2与步骤S3构建的载波进行比较，生成相应的第一组开关管和第二组开关管的PWM信号；
[0012]S5、根据步骤S4生成的PWM信号分别对步骤S1划分的两组开关管进行调制控制。
[0013]具体的，步骤S1中，将三电平buck
‑
boost双向斩波电路的上半部分开关管S
a01
和开关管S
a02
作为第一组，将三电平buck
‑
boost双向斩波电路的下半部分开关管S
a03
和开关管S
a04
作为第二组。
[0014]具体的，步骤S4中，当输入的调制波大于上层载波时，产生由上层载波决定的开关
管开通信号。
[0015]具体的，步骤S4中，当输入的调制波小于上层载波时，产生由上层载波决定的开关管关断信号。
[0016]具体的，步骤S4中，当输入的调制波小于下层载波时，产生由下层载波决定的开关管开通信号。
[0017]具体的，步骤S4中，当输入的调制波大于下层载波时，产生由下层载波决定的开关管关断信号。
[0018]7.根据权利要求1所述的三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，步骤S5中，针对步骤S1划分的第一组开关管，将调制波与上层载波对比产生的PWM信号输入给开关管S
a01
，将调制波与下层载波对比产生的PWM信号输入给开关管S
a02
。
[0019]具体的，步骤S5中，针对步骤S1划分的第二组开关管，将调制波与上层载波对比产生的PWM信号输入给开关管S
a03
，将调制波与下层载波对比产生的PWM信号输入给开关管S
a04
。
[0020]具体的，三电平buck
‑
boost双向斩波电路的buck工作状态包括以下工作状态：
[0021]状态1：开关管S
a01
和开关管S
a03
导通，输入电源V
in
通过电感、开关管S
a01
、开关管S
a03
构成的回路为负载供能；
[0022]状态2：仅开关管S
a01
导通，电容C
11
单独为负载供能；
[0023]状态3：仅开关管S
a03
导通，电容C
12
单独为负载供能；
[0024]状态4：开关管S
a01
和开关管S
a03
关断，电感续流向负载供能。
[0025]进一步的，当占空比d<0.5，三电平buck
‑
boost双向斩波电路的buck工作状态包括状态2、状态3和状态4；当占空比d>0.5，三电平buck
‑
boost双向斩波电路的buck工作状态包括状态1、状态2和状态3。
[0026]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0027]本专利技术一种三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，针对现代电网中对电能形式需求复杂，对电能质量的要求也越来越高的问题，采用载波层叠的调制策略，可以通过判断给定调制波的正负直接实现buck和boost功能，简化了系统的控制，解决由于电平增加，调制策略复杂化后，传统调制策略难以完成三电平拓扑调制的问题，同时可以实现功率的双向流动，满足挂网设备日益复杂的需求，采用载波移相的调制策略，针对两组开关管的载波移相180
°
，实现纹波最小，可以充分发挥三电平拓扑的输出谐波含量低、器件开关损耗低，系统效率高等优势，保障了电能质量。
[0028]进一步的，三电平buck
‑
boost双向斩波电路的S
a01
和开关管S
a02
作为第一组，开关管S
a03
和开关管S
a04
作为第二组，可以根据同组内两开关管的运行规律设计调制控制，将四组调制控制简化为两组调制控制。
[0029]进一步的，当输入的调制波与层叠载波中上层载波对比后生成一路开通信号，与层叠载波中下层载波对比后生成另一路开通信号，同组开关管中一个开关管在buck工作状态下工作，而一个开关管在boost工作状态下工作，则当其中一个开关管处于工作状态时，另一开关管处于闭锁状态，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将三电平buck
‑
boost双向斩波电路中的开关管划分为两组；S2、针对步骤S1划分的第一组的开关管构建层叠载波；S3、将步骤S2构建的决定第一组开关管开通与关断的层叠载波移相180
°
，作为步骤S1划分的第二组开关管的载波；S4、根据控制要求给出相应的调制波指令，并分别与步骤S2与步骤S3构建的载波进行比较，生成相应的第一组开关管和第二组开关管的PWM信号；S5、根据步骤S4生成的PWM信号分别对步骤S1划分的两组开关管进行调制控制。2.根据权利要求1所述的三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，步骤S1中，将三电平buck
‑
boost双向斩波电路的上半部分开关管S
a01
和开关管S
a02
作为第一组，将三电平buck
‑
boost双向斩波电路的下半部分开关管S
a03
和开关管S
a04
作为第二组。3.根据权利要求1所述的三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，步骤S4中，当输入的调制波大于上层载波时，产生由上层载波决定的开关管开通信号。4.根据权利要求1所述的三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，步骤S4中，当输入的调制波小于上层载波时，产生由上层载波决定的开关管关断信号。5.根据权利要求1所述的三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，步骤S4中，当输入的调制波小于下层载波时，产生由下层载波决定的开关管开通信号。6.根据权利要求1所述的三电平buck
‑
boost双向斩波电路调制方法，其特征在于，步骤S4中，当输入的调制波大于下层载波时，产生由下层载波决定的开关管关断信号。7.根据权利要求1所述的三电...

【专利技术属性】
技术研发人员：易皓，张枭，王浩丞，王振雄，张尧，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：