[发明专利]基于DSP和CPLD的三电平零共模电压调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三电平零共模电压调制方法，尤其涉及一种基于DSP和CPLD的三电平零共模电压调制方法。

背景技术

随着电力电子技术和计算机技术的高速发展，逆变器广泛应用于大功率领域。特别是随着三电平技术的不断提高和完善，三电平逆变器在大功率场合中已经成为了主导地位。与传统的两电平变流器相比，三电平变流器具有耐压等级高、开关损耗低、输出谐波低等优点，在高压大功率应用中表现出明显的优势，所以引起了人们的关注。但三电平变流器存在共模电压问题。由于共模电压的存在，通过漏电容产生不可控的漏电流。漏电流会对其他设备产生很强电磁干扰，对外壳绝缘层产生电击，缩短使用寿命。

目前对共模电压的处理方法主要有：一、采用APF有源滤波来抑制共模电压；二、前馈有源滤波；三、采用三相四桥臂对中性点注入电流来抑制共模电压等方法。这些方法都能不同程度地抑制了共模电压，但都未能从根本上消除共模电压。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种能从根本上消除共模电压的基于DSP和CPLD的三电平零共模电压调制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于DSP和CPLD的三电平零共模电压调制方法，包括以下步骤：

（1）、运用DSP进行两电平调制，调制出两两互补的6路两电平PWM信号，将信号标注为EPWM1到EPWM6，其中EPWM1和EPWM2互补，EPWM3和EPWM4互补，EPWM5和EPWM6互补；

（2）、将DSP产生的6路两电平PWM信号通过外部管脚传递给CPLD，CPLD对所述的6路两电平PWM信号进行调整，产生12路PWM信号，将12路信号分别标注为PWM1到PWM12；

对PWM1-PWM4进行分配取值：当步骤（1）中DSP产生的EPWM1和EPWM3信号不同时为低电平时，实行如下分配方式：PWM1取EPWM4的信号，PWM2取EPWM1的信号，PWM3取EPWM3的信号，PWM4取EPWM2的信号；当步骤（1）中DSP产生的EPWM1和EPWM3信号同时为低电平时，实行如下分配方式：PWM1取EPWM3的信号，PWM2取EPWM2的信号，PWM3取EPWM4的信号，PWM4取EPWM1的信号；

对PWM5-PWM8进行分配取值：当步骤（1）中DSP产生的EPWM3和EPWM5信号不同时为低电平时，实行如下分配方式：PWM5取EPWM6的信号，PWM6取EPWM3的信号，PWM7取EPWM5的信号，PWM8取EPWM4的信号；当步骤（1）中DSP产生的EPWM3和EPWM5信号同时为低电平时，实行如下分配方式：PWM5取EPWM5的信号，PWM6取EPWM4的信号，PWM7取EPWM6的信号，PWM8取EPWM3的信号；

对PWM9-PWM12进行分配取值：当步骤（1）中DSP产生的EPWM5和EPWM1信号不同时为低电平时，实行如下分配方式：PWM9取EPWM2的信号，PWM10取EPWM5的信号，PWM11取EPWM1的信号，PWM12取EPWM6的信号；当步骤（1）中DSP产生的EPWM5和EPWM1信号同时为低电平时，实行如下分配方式：PWM9取EPWM1的信号，PWM10取EPWM6的信号，PWM11取EPWM2的信号，PWM12取EPWM5的信号；

（3）CPLD输出步骤（2）中重新分配得到的12路PWM信号，用此12路PWM信号对三电平逆变器的开关管进行控制，并使输出的共模电压为0。

本发明的工作原理是：

（1）、两电平共模电压计算

如图3所示，定义两电平变频器的三个桥臂分别为X_A、X_B、X_C, 设定当第一桥臂的上桥臂导通下桥臂关断时X_A=1，反之上桥臂关断下桥臂导通时X_A=-1。同理可得X_B、X_C的取值。设V_A、V_B、V_C分别为逆变器输出相电压，U_dc为输入电压；V_N0为逆变器的共模电压。两电平下的V_A、V_B、V_C取值如下：