[发明专利]一种动车组电源及其控制方法

说明书

本发明公开了一种动车组电源及其控制方法，该电源包括直流电源V_dc、电容C₁、电容C₂、电容C₃、电容C₄、开关管S₁、开关管S₂、开关管S₃、开关管S₄、开关管S₅、二极管d₁、二极管d₂、滤波器LC和负载电阻R；控制方法是确保同一时刻只有两个开关管导通，同时确保逆变过程、多电平输出和电压增益的实现。本发明提供的动车组电源及其控制方法，具有低共模电磁干扰、多电平输出和高增益升压逆变的能力，具有谐波含量小，无需额外升压电路，体积小，成本低，效率高的特点。

技术领域

本发明涉及电源供电技术领域，特别是涉及一种动车组电源及其控制方法。

背景技术

传统动车组电源采用降压逆变电源，如单相全桥逆变器等，应用到高铁上时，由于高铁充电机提供额定电压为110V，将其逆变至220V通常前级需安装boost变换器升压，导致两级结构复杂、效率降低。此外，传统动车组电源输入和输出电势差高频变化，共模干扰大，需要额外安装共模滤波器，否则影响用电设备正常使用，严重时危害列车运行安全。针对于上述问题，2017年秦岭副教授及其团队在卓越期刊中国电机工程学报上发表论文“基于单极倍频SPWM调制的单相Buck-Boost集成式升压逆变器研究”，2018年ParthasarathiSensarma教授团队在国际期刊IEEE Transaction on Power Electronics发表论文“NewSwitching Strategy for Single-Mode Operation of a Single-Stage Buck-BoostInverter”分别提出单级具有升降压能力的逆变器及其控制方案。然而，上述升压逆变器均为两电平输出，波形质量差，谐波含量大，所需滤波器体积大，所需成本增加。因此，研究新一代动车组电源具有重要工程意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种动车组电源及其控制方法，能够实现单级升压逆变和多电平输出，其输入和输出电势差不呈高频变化，具有效率高、共模干扰小、滤波器体积小、成本低的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提出一种动车组电源，包括：直流电源V_dc、电容C₁、电容C₂、电容C₃、电容C₄、开关管S₁、开关管S₂、开关管S₃、开关管S₄、开关管S₅、二极管d₁、二极管d₂、滤波器LC和负载电阻R；其中，

所述直流电源V_dc的正极分别接所述电容C₁的正极、开关管S₁的集电极和二极管d₁的正极，所述直流电源V_dc的负极分别接所述电容C₂的负极、开关管S₂的发射极和二极管d₂的负极，所述电容C₁的负极分别接所述电容C₂的正极和开关管S₅的一端，所述开关管S₁的发射极接所述开关管S₂的集电极；

所述二极管d₁的负极分别接所述电容C₃的正极和开关管S₃的集电极，所述二极管d₂的正极分别接所述电容C₄的负极和开关管S4的发射极，所述电容C₃的负极接所述电容C₄的正极，所述开关管S₃的发射极接所述开关管S₄的集电极；