[发明专利]一种五电平变换器的控制方法

说明书

本发明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。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种五电平变换器的控制方法。

背景技术

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(SinusoidalPulse Width Modulation，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。

发明内容

本发明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，本发明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，本发明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，本发明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。