[发明专利]级联脉冲宽度调制转换器控制

说明书

一种电转换器（10）包括用于生成第一输出电压（u_1abc）的主转换器（12）和用于将第一输出电压（u_1abc）转换为第二输出电压（u_2abc）的转换器单元（14a）。一种用于操作电转换器（10）的方法，包括：接收用于电转换器（10）的参考电压（v^*_abc）；采用第一调制频率对参考电压（v^*_abc）进行脉冲宽度调制，以用于为主转换器（12）生成第一开关信号（s_1abc）；采用第一开关信号（s_1abc）对主转换器（12）进行开关，以生成第一输出电压（u_1abc）；从第一开关信号（s_1abc）估计第一输出电压（v_1abc）；通过从参考电压（v^*_abc）中减去估计的第一输出电压（v_1abc）来确定电压误差（v^*_2abc）；采用高于第一调制频率的第二调制频率对电压误差（v^*_2abc）进行脉冲宽度调制，以用于为转换器单元（14a）生成另外的开关信号（s_2abc、s_3abc）；并且采用另外的开关信号（s_2abc、s_3abc）对转换器单元（14a）进行开关以生成第二输出电压（u_2abc）。

技术领域

本发明涉及用于操作电转换器的方法以及涉及电转换器。

背景技术

在中压应用中，由于诸如IGBT和IGCT之类的Si基中压开关的高开关损耗，功率转换器传统地在几百赫兹范围中在相当低的开关频率下操作。最近，具有高阻断电压和可能的快速开关速度的SiC基开关的引入已经引起下列期望：这些开关在不久的将来也可应用在中压转换器中。

在低压应用中，已经存在具有高达1.7kV的阻断电压的SiC MOSFET的显著改进。由于2级半桥模块的低换向回路电感，非常高的开关速度可能是可行的，并且约24kHz的开关频率可变得常见。然而，与相当的Si IGBT模块相比，SiC模块仍然更昂贵。

US2014016380A1描述多电平电压转换器，其包括多点转换器电路和至少一个全桥逆变器电路。多点转换器电路被配置用于将DC电压转换为中间多电平电压。全桥逆变器电路与多点转换器电路串联电连接，并且被配置用于接收中间多电平电压，以生成对应于单相输出的多电平输出电压。

WO2018/172329A1涉及逆变器，所述逆变器包括第一逆变器级和第二逆变器级，所述第一逆变器级具有第一开关频率，所述第二逆变器级连接到所述第一逆变器级并且具有高于所述第一开关频率的第二开关频率。用于第二逆变器级的开关信号通过下列来生成：通过从用于逆变器的参考电压中减去第一逆变器级的估计的输出电压来计算电压误差；并且采用调制频率对电压误差进行脉冲宽度调制，所述调制频率高于用于为第一逆变器级生成开关信号的调制频率。

WO2018/029303A1涉及用于控制两电平转换器系统的方法。所述方法包括：采用第一控制器级确定用于转换器系统的输出电压参考；基于输出电压参考采用第一控制器级生成用于主转换器的开关命令；并且采用第二控制器级生成用于浮动转换器单元的开关命令，所述浮动转换器单元连接到主转换器的输出。

发明内容

本发明的目的是要提供具有低损耗的经济的转换器。

这个目的由独立权利要求的主题来实现。另外的示范实施例根据从属权利要求和下文的描述是明显的。

本发明的第一方面涉及用于操作电转换器的方法。例如，所述方法可由电转换器的控制器来执行。本发明的另外的方面涉及电转换器，其适于和/或配置用于执行所述方法。

电转换器包括用于生成第一输出电压的主转换器和用于将第一输出电压转换为第二输出电压的转换器单元。