[发明专利]使用固定脉冲模式的功率变换器控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，

所述系统具有脉冲模式表，在所述脉冲模式表中，确定与目标调制比和相位相应的每个输出电压电平的脉冲模式被表格化，所述系统被配置成基于所述脉冲模式表的与输入的目标调制比和输入的相位的指令对应的输出电压电平来生成门信号，并且被配置成通过所生成的门信号来控制所述功率变换器的半导体元件，

所述控制系统包括：

脉冲模式导出单元，被配置成

确定输出所述目标调制比所需的最小电平数，

确定所述功率变换器的电压基波和谐波当中的要控制的电压阶数的总数，

比较所确定的所需最小电平和所确定的要控制的电压阶数的总数，并将较大的一方决定为目标调制比下的四分之一周期中的切换次数N，

基于所决定的目标调制比和所决定的四分之一周期中的切换次数N，在针对所述目标调制比设定了表达式(4)的电压基波的情况下，关于表达式(5)或表达式(6)的谐波，确定使得能够降低期望阶数的谐波的N次的切换相位

其中d_ref是目标调制比，Vn是电压n阶谐波振幅，In是电流n阶谐波振幅，L_high是所述功率变换器的最大输出电平数，N是所述四分之一周期中的切换次数，θA…θN是各个切换相位，关于cos函数前的符号，如果由切换引起的电平变化的方向为正，则所述符号为+，而如果由切换引起的电平变化的方向为负，则所述符号为-，以及

基于所述目标调制比和所确定的N次的切换相位，导出确定与目标调制比和相位相应的每个输出电压电平的针对一个周期的脉冲模式。

2.根据权利要求1所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

输出所述目标调制比所需的最小电平数被确定为使得满足表达式(2)

其中d_ref是目标调制比，L_duty是所需的最小电平数，L_high是所述功率变换器的最大输出电平数。

3.根据权利要求1所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

当在所述功率变换器的输出电压的基波上叠加三阶谐波时的输出目标调制比所需的最小电平数被确定为使得满足表达式(8)或表达式(9)

其中d_ref是目标调制比，L_duty是所需的最小电平数，L_high是所述功率变换器的最大输出电平数，而K是谐波的振幅相对于基波的倍数，并且0≤K。

4.根据前述权利要求1至3中的任意一项所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

要控制的电压阶数的总数被设定为要抑制的谐波的数量+1。

5.根据前述权利要求1至3中的任意一项所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

根据所述目标调制比来确定要控制的电压阶数的总数。

6.根据前述权利要求1至5中的任意一项所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

当要控制的电压阶数的总数被决定为目标调制比下的四分之一周期中的切换次数时，选择通过所需的最小电平数和所决定的四分之一周期中的切换次数而确定的所述功率变换器的输出电压的形状中的任意一个形状。

7.根据前述权利要求1至5中的任意一项所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

当要控制的电压阶数的总数被决定为目标调制比下的四分之一周期中的切换次数时，由所述脉冲模式导出单元进行针对通过所需的最小电平数和所决定的四分之一周期中的切换次数而确定的所述功率变换器的输出电压的所有形状的脉冲模式导出，并且采用能够更好地抑制谐波的所述功率变换器的输出电压的形状。

8.根据前述权利要求1至7中的任意一项所述的使用固定脉冲模式的功率变换器的控制系统，其特征在于，其中，

所述功率变换器是具有四个电平或更多电平的功率变换器。