[发明专利]一种三电平中点钳位型变流器的调制方法及装置

说明书

本发明涉及一种三电平中点钳位型变流器的调制方法及装置，关注中点电位控制与开关损耗的平衡，对三电平中点钳位型变流器的外开关管采用调制波信号与直流载波信号0比较得到开关管驱动信号，内开关管采用调制波信号与三角载波比较得到开关管驱动信号，然后用所得的开关管驱动信号对开关管进行驱动，从而使得外开关管以工频动作，只有内开关管进行高频动作，极大地降低了外开关管的开关次数，兼顾中点电位控制效果的同时，降低了开关损耗，实现简单，效果良好，非常适用于工程应用。

技术领域

本发明涉及电力电子相关技术领域，尤其涉及一种三电平中点钳位型变流器的调制方法及装置。

背景技术

近年来国家大力推进船舶电气化和港口岸电建设。现有岸电设备应用水平不能满足船舶靠泊接岸电需求，现在内河流域岸电仅为交流供电系统，无直流充电系统，无法满足大功率船用动力电池充电需求。因此，开展电动船舶大功率充放电机关键技术研究，推动电动船舶规模化发展，具有重要的现实意义和工程应用价值。

采用三电平中点钳位型(NPC)变流器作为电动船舶大功率充放电机的拓扑，对于三电平NPC拓扑的控制，主要关注中点电位控制与开关损耗的平衡。现有技术中，通常采用降低开关损耗的方法为采用不连续调制策略，将7段式调制减小为5段式调制，降低开关损耗，但不利于中点电位的控制，还有一些现有技术中采用了连续调制与不连续调制切换的策略来兼顾效率和中点控制，但其适用范围受到母线电压或功率因数的限制。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提出一种三电平中点钳位型变流器的调制方法及装置，解决了现有技术的调制方法不利于中点电位的控制以及适用范围受限等问题。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三电平中点钳位型变流器的调制方法，所述三电平中点钳位型变流器包括至少一相桥臂，每相桥臂至少包括第一和第四外开关管、以及第二和第三内开关管；该调制方法包括步骤：

采样所述三电平中点钳位型变流器的电压和电流信息，生成调制波信号；

将所述调制波信号与第一载波信号比较，输出信号为第一外开关管的开关驱动信号，将第一外开关管的开关驱动信号取反作为第四外开关管的开关驱动信号；

将所述调制波信号与第二载波信号比较，输出信号为第二内开关管的开关驱动信号，将第二内开关管的开关驱动信号取反作为第三内开关管的开关驱动信号；

所述第一载波信号与第二载波信号为不同的载波信号。

进一步的，所述第一载波信号包括幅值为0的直流信号。

进一步的，所述第二载波信号包括三角载波信号。

进一步的，所述外开关管包括在三电平中点钳位型变流器中与直流母线直接连接的开关管；所述内开关管包括在三电平中点钳位型变流器中连接于两个外开关管之间的开关管，或者一端与外开关管连接另一端与中点连接的开关管。

进一步的，所述三电平中点钳位型变流器包括一字型三电平拓扑和T型三电平拓扑。

根据本发明的另一个方面，提供了一种三电平中点钳位型变流器的调制装置，所述三电平中点钳位型变流器包括至少一相桥臂，每相桥臂至少包括第一和第四外开关管、以及第二和第三内开关管；该调制装置包括调制波信号生成模块、外开关管驱动信号生成模块和内开关管驱动信号生成模块；其中，

所述调制波信号生成模块，采样所述三电平中点钳位型变流器的电压和电流信息，生成调制波信号；

所述外开关管驱动信号生成模块，将所述调制波信号与第一载波信号比较，输出信号为第一外开关管的开关驱动信号，将第一外开关管的开关驱动信号取反作为第四外开关管的开关驱动信号；