[发明专利]适用于飞跨电容多电平变换电路的电压平衡控制方法

说明书

本公开的适用于飞跨电容多电平变换电路的电压平衡控制方法是确认多个输出电感输出的电感电流所构成的总电流的幅值小于或等于电流阈值时，以控制输出电感的电感电流，进而改变飞跨电压，因此，本公开的电压平衡控制方法是于轻载状态下对电感电流的流向进行控制，而不会对电流方向产生误判，且还可在较小的电感电流的情况下，控制飞跨电容的飞跨电压，故本公开的电压平衡控制方法可以轻易地实现飞跨电容的电容电压平衡控制。

技术领域

本公开涉及一种电压平衡控制方法，特别涉及一种适用于一飞跨电容多电平变换电路的电压平衡控制方法。

背景技术

近年来，对大功率变流装置的需求呈现出快速增长的趋势。其中，多电平变换电路因具有降低开关元件电压应力的显着特点，得以快速发展并较多地应用在高压大功率领域。多电平变换电路的优点还体现在滤波电感电压的高频化和低电压，使滤波电感得以小型化并减小损耗。此外，多电平变换电路还具有电压(dv/dt)变化率低，和共模电压波动小等优点。

目前多电平变换电路应用主要有三种结构分别为：二极管钳位型、级联型和飞跨电容型。其中，二极管钳位型的多电平变换电路有直流母线侧的各电容的电压均压困难和电压应力不均匀等缺点。级联型的多电平变换电路则具有需要多个不共地的独立直流电源的缺点。而飞跨电容型的多电平变换电路与前两种相比，由于其电路简单、元件数量少，并有大量的冗余开关状态，故具有更容易向多电平发展的优良特点。

然而对于飞跨电容的多电平变换电路而言，飞跨电容的电压平衡是一个必须予以解决的关键点。一般而言，飞跨电容多电平变换电路包含多个飞跨电容、从一直流正极依次串接到一直流负极的偶数个开关和与偶数个开关所串接的中间点连接的一输出电感，每一飞跨电容的两端是分别跨接至串接中间点两侧的对应相邻两个开关的连接点。而飞跨电容的电压平衡控制方式，就是通过对飞跨电容进行充放电控制，使飞跨电容的电压保持为期望的电压值，且多电平变换电路更通过调节开关相位和占空比来输出多个直流电平以控制输出电感的电流或电压，实现功率变换和调节。此外，由于用以实现飞跨电容电压平衡控制的占空比调节量不仅与飞跨电容的期望的电压变化量相关，而且占空比调节方向与电流方向(输出电感的电流的正负)相关联，因此，输出电感的电流方向是决定飞跨电容充放电并维持电容电压平衡的至关重要的因素。

然而，在多电平变换电路轻载运行，即多电平变换电路的电感电流较小时，或交流/直流变换电路及直流/交流变换电路中的交流电流过零点附近时，由于高频开关引起的电流纹波是造成电流方向反复切换，极易使控制系统对电流方向产生误判，并且过小的电感电流使得飞跨电容的电容电压难以实现快速的平衡控制，这一问题已经成为限制飞跨电容多电平变换电路实际应用的主要因素。

有鉴于此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的适用于飞跨电容多电平变换电路的电压平衡控制方法，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种适用于飞跨电容多电平变换电路的电压平衡控制方法，可实现其飞跨电容的电容电压平衡控制。