一种级联H桥变流器及其并联支路调制方法和预充电方法技术

本发明专利技术公开了一种级联H桥变流器及其并联支路调制方法和预充电方法，在传统的级联H桥变流器的基础上，并联支路将相邻H桥模块的电容正端和/或负端连接起来；连接于电容正端的为正极并联支路，连接于电容负端的未负极并联支路；并联支路由双向开关构成。本发明专利技术利用并联支路连接各子模块的电容正负端，通过在传统级联H桥变流器的零状态下导通并联支路，实现对H桥模块电容间的依次均衡；该拓扑避免了对各模块直流电压的采样、高速率的数据传输以及高计算资源消耗的电容电压均衡控制算法，具有电路结构及控制系统简洁、成本低、体积小、均压效果好、易于扩展等优点。易于扩展等优点。易于扩展等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种级联H桥变流器及其并联支路调制方法和预充电方法


[0001]本专利技术涉及
，具体为一种级联H桥变流器及其并联支路调制方法和预充电方法。

技术介绍

[0002]级联H桥变流器(Cascaded H
‑
bridge Converter，CHBC)具有高模块化及扩展性、高可靠性、低谐波及控制灵活等优点，在有源滤波器、同步无功补偿器、固态变压器等场合得到了广泛应用，是目前中低压系统中电力电子的首选主电路拓扑之一。由于CHBC存在多个互相独立的直流电容，受模块间损耗、调制度、元件参数及信号延时等因素的影响，各电容电压存在不均衡问题，将直接影响输出波形质量、开关电压电流应力及变流器动态响应速度，极端的不均衡甚至可能导致系统闭锁或损坏。因此，维持CHBC的子模块电容电压均衡是其稳定运行的关键。
[0003]CHBC的子模块电容电压均衡方法主要可分为软件方法及硬件方法两类。基于多采样器的集中控制方法是目前使用最广泛、技术最成熟的软件类电容电压方法。其基本技术路线为：采集每个模块的直流电容，利用高带宽数据传输至顶层控制器，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联H桥变流器，其特征在于，在传统的级联H桥变流器的基础上，并联支路将相邻H桥模块的电容正端和/或负端连接起来；连接于电容正端的为正极并联支路，连接于电容负端的未负极并联支路；并联支路由双向开关构成。2.根据权利要求1所述的级联H桥变流器，其特征在于，所述双向开关包括两个反向串联的IGBT，每个IGBT的集电极和发射极之间并联有二级管，且二级管的正极连接到IGBT的集电极。3.根据权利要求1所述的级联H桥变流器，其特征在于，所述双向开关包括两个反向并联的IGBT。4.根据权利要求1所述的级联H桥变流器，其特征在于，所述双向开关包括混合连接的一个IGBT和四个二极管；两个二极管的负极同时连接到的IGBT发射极，且这两二极管的正极分别连接到相邻H桥模块的电容；另外两个二极管的正极同时连接到IGBT的集电极，且这两二极管的负极分别连接相邻H桥模块的电容。5.根据权利要求1所述的级联H桥变流器，其特征在于，所述并联支路的连接方式为双端顺向并联，即N
‑
1个正极并联支路以及N
‑
1个负极并联支路同时连接于N个H桥模块电容的正负端；或者所述并联支路的连接方式为单端顺向并联，即N
‑
1个正极并联支路连接于N个H桥模块电容的正端，或N
‑
1个负极并联支路连接于N个H桥模块电容的负端；或者所述并联支路的连接方式为交错并联，即正极并联支路与负极并联支路交替连接电容的正端和负端。6.一种权利要求5所述的级联H桥变流器的并联支路调制方法，其特征在于，相邻两个H桥模块同时出现PZ状态，即两个上开关导通时，导通负极并联支路；相邻两个H桥模块同时出现NZ状态，即两个下开关导通时，导通正极并联支路；即S
NPBi
＝S
i1
&S
i3
&S
(i+1)1
&S
(i+1)3
S

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺亮，张芮，马俊鹏，李金铭，刘天琪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：