【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，尤其涉及一种功率变换器及其脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)控制方法。
技术介绍
1、在光伏供电、储能供电等领域中，需要通过功率变换器将光伏组件或储能模块的直流电(dc)转化为交流电(ac)传输给电网。为了实现dc/ac的转换功能，这种功率变换器中需要集成有逆变电路。逆变电路通常采用三相三桥臂的电路设计，但是在为不平衡负载供电的场景中，要求逆变电路具备n线带载能力以便进行不平衡控制，此时，一般会增加第四桥臂，即采用三相四桥臂的电路设计，其中三个主桥臂用于输出三相主桥臂相电压，第四个桥臂作为n桥臂，可以在负载不平衡的情况下产生零序电压，实现不平衡负载的控制。
2、现有技术中，主桥臂可以采用不连续脉冲宽度调制(discontinuous pulse widthmodulation，dpwm)方式进行控制。dpwm方式通过对控制主桥臂的初始正弦调制信号注入共模调制信号，可以在一开关周期内(即载波的一个周期)，将逆变电路的一主桥臂调制信号钳位在+1或-1，即dpwm在一个开关周期内，总有一相没有开关动作，所以dpwm又称作两相调制。这就使得开关在这段周期内可以保持开或关的状态不变，从而降低开关损耗。同时，因为dpwm的方式对主桥臂的初始正弦调制信号注入了共模调制信号，因此对n桥臂也要注入共模调制信号，以使功率变换器的输出相电压能够还原到期望的正弦波波形。
3、然而，若主桥臂采用dpwm方式，当逆变电路的调制度较高时，对n桥臂注入的共模调制信号会变得很小，例如共
4、因此，如何兼顾降低开关损耗和n桥臂的共模电压的有效输出，改善功率变换器的输出相电压的波形，保证功率变换器输出的电能质量，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种功率变换器及其pwm控制方法，以兼顾降低开关损耗和n桥臂的共模电压的有效输出，改善功率变换器的输出相电压的波形，保证功率变换器输出的电能质量。
2、第一方面，提供了一种功率变换器。功率变换器包括三相四桥臂逆变电路和控制器，三相四桥臂逆变电路的输入端用于连接正直流母线和负直流母线，正直流母线和负直流母线用于连接直流电源；三相四桥臂逆变电路的输出端用于连接电网和/或负载；三相四桥臂逆变电路包括三个主桥臂和一个n桥臂，三个主桥臂用于输出三相主桥臂相电压，n桥臂用于输出n桥臂相电压，所述n桥臂相电压包括共模电压或，共模电压和零序电压；控制器用于：将三个主桥臂的调制方式在第一不连续脉冲宽度调制dpwm方式和第二dpwm方式之间切换；其中，第一dpwm方式下任一主桥臂的输出的主桥臂相电压的幅值在第一区间内被钳位在正直流母线电压的一半或者负直流母线电压的一半；第二dpwm方式为任一主桥臂的输出的主桥臂相电压的幅值在第二区间内被钳位在正直流母线电压的一半或者负直流母线电压的一半；第一区间为主桥臂的初始正弦调制信号(即注入共模调制信号前的期望正弦调制信号)在峰值处的区间，第二区间为主桥臂的初始正弦调制信号在峰值处对称两侧的区间，且第一区间和第二区间不重合，且在同一调制度下，n桥臂在第二dpwm方式下输出的共模电压的幅值大于n桥臂在第一dpwm方式下输出的共模电压的幅值。
3、采用上述技术方案，可以将三个主桥臂的调整方式在两种dpwm的调制方式之间切换，其中n桥臂在第二dpwm方式下输出的共模电压的幅值大于n桥臂在第一dpwm方式下输出的共模电压的幅值。这样能够在降低开关损耗的情况下，同时又避免n桥臂的共模泄露或共模振荡，改善功率变换器的输出相电压的波形，保证功率变换器输出的电能质量。
4、在一种可能的实现中，控制器具体用于：当n桥臂不输出零序电压时，根据三相四桥臂逆变电路的调制度，将三个主桥臂的调制方式在第一dpwm方式和第二dpwm方式之间切换。
5、采用上述技术方案，可以在负载平衡的场景中，根据三相四桥臂逆变电路的调制度对两种dpwm的调制方式进行切换。基于对调制度的监控来切换两种dpwm调制方式，保证负载平衡场景中的电能质量。
6、在一种可能的实现中，控制器具体用于：若n桥臂不输出零序电压，当三相四桥臂逆变电路满足第一条件时，在控制周期内采用第一dpwm方式对主桥臂进行控制，当三相四桥臂逆变电路满足第二条件时，在控制周期内采用第二dpwm方式对主桥臂进行控制；第一条件为三相四桥臂逆变电路的调制度小于或等于第一调制度阈值，第二条件为三相四桥臂逆变电路的调制度大于或等于第二调制度阈值，三相四桥臂逆变电路的调制度为主桥臂输出的相电压的峰值与直流母线电压的一半的比值；其中，第二调制度阈值大于第一调制度阈值。
7、采用上述技术方案，可以在负载平衡的场景中，基于调制度的大小与设定的调制度阈值对比，当满足对应的条件时，将调制方式切换到对应的dpwm方式，从而在低调制度时采用第一dpwm方式调制，避免共模振荡，在高调制度时采用第二dpwm方式调制，避免共模泄露，进而改善功率变换器输出的相电压的波形。
8、在一种可能的实现中，控制器还用于：当三相四桥臂逆变电路既不满足第一条件也不满足第二条件时，采用上一控制周期的调制方式对主桥臂进行控制；其中，上一控制周期的调制方式为第一dpwm方式或第二dpwm方式。
9、采用上述技术方案，可以简化控制器的切换逻辑，也即在调制度既不满足第一条件也不满足第二条件时，此时两种dpwm方式均可以得到较好的波形，因此无需指定，直接延续上一控制周期的调制方式即可。
10、在一种可能的实现中，控制器具体用于：当n桥臂输出零序电压时，根据三相四桥臂逆变电路的调制度和零序电压，将三个主桥臂的调制方式在第一dpwm方式和第二dpwm方式之间切换。
11、采用上述技术方案，可以在负载不平衡的场景中，根据零序电压和三相四桥臂逆变电路的调制度对两种dpwm的调制方式进行切换，从而保证负载平衡场景中的电能质量。
12、在一种可能的实现中，控制器具体用于：若n桥臂输出零序电压，当三相四桥臂逆变电路满足第三条件时，在控制周期内采用第一dpwm方式对主桥臂进行控制，当三相四桥臂逆变电路满足第四条件时，在控制周期内采用第二dpwm方式对主桥臂进行控制；第三条件为n桥臂输出的零序电压的有效值大于或等于第一电压阈值，或者，三相四桥臂逆变电路的调制度小于或等于第三调制度阈值，第四条件为零序电压的有效值小于或等于第二电压阈值且三相四桥臂逆变电路的调制度大于或等于第四调制度阈值；其中，第四调制度阈值大于第三调制度阈值，第二电压阈值小于第一电压阈值。
13、采用上述技术方案，可以在负载不平衡的场景中，基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括三相四桥臂逆变电路和控制器；
2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，
5.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
6.根据权利要求5所述的功率变换器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的功率变换器，其特征在于，
8.一种功率变换器的脉冲宽度调制PWM控制方法，其特征在于，所述功率变换器包括三相四桥臂逆变电路和控制器；
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述三个主桥臂的调制方式在第一不连续脉冲宽度调制DPWM方式和第二DPWM方式之间切换，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述当所述N桥臂不输出所述零序电压时，所述控制器根据所述三相四桥臂逆变电路的调制度，将所述三个主桥臂的调制方式在第一不连续脉冲宽度调制DPWM方式和第二DPWM方式之间切换，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括三相四桥臂逆变电路和控制器；
2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，
5.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
6.根据权利要求5所述的功率变换器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的功率变换器，其特征在于，
8.一种功率变换器的脉冲宽度调制pwm控制方法，其特征在于，所述功率变换器包括三相四桥臂逆变电路和控制器；
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述三个主桥臂的调制方式在第一不连续脉冲宽度调制dpwm方式和第二dpwm方式之间切换，包括：
10.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜毅，于心宇，姚远，辛凯，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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