[发明专利]模块化多电平结构谐振变换器的电压控制方法

权利要求书

1.一种模块化多电平结构谐振变换器的电压控制方法，其特征在于，所述模块化多电平结构谐振变换器包括模块化逆变电路、谐振网络、变压器、整流器和输出电容，模块化逆变电路经谐振网络接至变压器的原边，变压器的副边依次连接整流器和输出电容；模块化逆变电路包含两个串联的桥臂和两个串联的电容，每个桥臂均包含一个电感和至少一个与电感串联的子模块；每个子模块均具有相同结构，包含一个上开关管、一个下开关管和一个电容，上开关管与下开关管串联后并接至电容的两侧；

所述电压控制是通过改变两个桥臂的上开关管常通的子模块数目k，以改变桥臂电压和模块化逆变电路输出电压的幅度，从而在开关频率不变的前提下控制输出电压；所述上开关管常通的子模块数目k值是大于零的自然数；

对输出电容的输出电压V_o与参考值V_ref作差，该差值经补偿器得到上开关管常通的子模块数目k值；然后送入PWM发生器生成驱动信号g₁₁～g_1N和g₂₁～g_2N，其中g_1,N-k+1～g_1N和g_2,N-k+1～g_2N一直为高电平，其余驱动信号与传统调制方法相同；驱动信号g₁₁～g_1N根据上桥臂子模块电压和均压控制分配给上桥臂中各子模块，驱动信号g₂₁～g_2N按同样的方法给配给下桥臂；

采用所述的电压控制方法后，在任一时刻，插入上桥臂和下桥臂的子模块数目之和是N+k个，子模块电容电压是V_i/(N+k)，生成的上、下桥臂的电压v_arm1与v_arm2存在一个偏置，偏置大小是kV_i/(N+k)，交流分量峰峰值幅度是(N-k)V_i/(N+k)，此时模块化逆变电路的输出电压v_ab＝v_arm2-V_i/2幅值变为：

随着上开关常通子模块数k值增加，施加在谐振电路的电压幅值减小，在工作频率不变的情况下，通过后级LLC电路的输出电压也成比例减小，实现了对输出电压V_o的调节。

2.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，模块化逆变电路上下桥臂中每个子模块中的上开关管与下开关管的导通角互补，且不会同时导通。