[发明专利]一种Buck型交流变换装置和控制方法

权利要求书

1.一种Buck型交流变换装置，其特征在于，包括交流供电模块、4个交流开关管；交流供电模块与4个交流开关管依次串联；且在第一交流开关管输出端和第三交流开关管输出端之间连接飞跨电容；第二交流开关管输出端通过负载连接至第四交流开关管输出端；

所述交流供电模块供电的过程中，第一交流开关管和第四交流开关管互补导通；第二交流开关管和第三交流开关管互补导通。

2.根据权利要求1所述的一种Buck型交流变换装置，其特征在于，所述第一交流开关管和第二交流开关管的控制信号相差180度；所述第三交流开关管和第四交流开关管的控制信号相差180度。

3.根据权利要求1所述的一种Buck型交流变换装置，其特征在于，所述变换系统还包括滤波电路；

所述第二交流开关管输出端通过滤波电路连接至第四交流开关管输出。

4.根据权利要求3所述的一种Buck型交流变换装置，其特征在于，所述滤波电路采用LC滤波电路。

5.根据权利要求1所述的一种Buck型交流变换装置，其特征在于，所述4个交流开关管的结构相同；每个交流关开关由两个极性相反的MOS管组成，且MOS管内寄生二极管。

6.一种Buck型三电平交流变换装置的控制方法，是基于权利要求1至5任意一项所述的一种Buck型交流变换装置实现的，其特征在于，包括以下步骤：

计算Buck型交流变换装置的输出电压基准值和采样值之间的第一误差信号；

计算飞跨电容的电压基准值和飞跨电容的采样值之间的第二误差信号；

将第一误差信号和第二误差信号进行载波调制；以及获取交流供电模块的输入电压采样信号，将输入电压采样信号和载波调制后的信号进行逻辑调整，通过改变输入电压采样信号的极性，控制交流开关管中相应的MOS管工作。

7.根据权利要求6所述的一种Buck型三电平交流变换装置的控制方法，其特征在于，所述计算Buck型交流变换装置的输出电压基准值和采样值之间的第一误差信号的过程为：

获取Buck型三电平交流变换装置的输出电压基准值U_{0_ref}和Buck型交流变换装置的采样值U_{0_f}，通过比较器比较后，经输出电压PI调节器后得到第一误差信号U_{0_e}。

8.根据权利要求7所述的一种Buck型三电平交流变换装置的控制方法，其特征在于，所述计算飞跨电容的电压基准值和飞跨电容的采样值之间的第二误差信号的过程为：

获取飞跨电容的电压基准值U_{c_ref}和飞跨电容的采样值U_{c_f}，通过比较器比较后，经输出电压PI调节器后得到第二误差信号U_{c_e}。

9.根据权利要求8所述的一种Buck型三电平交流变换装置的控制方法，其特征在于，所述将第一误差信号和第二误差信号进行载波调制的过程为：

将第一误差信号U_{0_e}和第二误差信号U_{c_e}分别乘以权重K₁和K₂后相加得到第三误差信号U_e1，经载波信号U_c-1调制后得到第一交流开关管的PWM控制信号U_p2；

将第一误差信号U_{0_e}和第二误差信号U_{c_e}分别乘以权重K₁和K₂后相减得到第四误差信号U_e2，经载波信号U_c-2调制后得到第二交流开关管的PWM控制信号U_p3。

10.根据权利要求9所述的一种Buck型三电平交流变换装置的控制方法，其特征在于，所述通过改变输入电压采样信号的极性，控制交流开关管中相应的MOS管工作的过程包括：

输入电压采样信号U_{i_f}经过过零比较器后输出U_p1，当交流供电模块的交流电为正半周期时，U_p1为正，经非门变成U_N1为负,所述U_N1与U_p2、U_p3共同经过逻辑调制后使4个交流开关管中的K_1b～K_4b变为高电平；K_1a～K_4a保持不变；其中K_1b～K_4b分别为4个交流开关管的其中一个，且极性相同；K_1a～K_4a分别为4个交流开关管的另外一个，且极性相同；即b组开关管恒通，而a组开关管实现高频斩波；

当交流供电模块的交流电为负半周期时，U_p1为负，经非门变成U_N1为正,所述U_N1与U_p2、U_p3共同经过逻辑调制后使4个交流开关管中的K_1a～K_4a变为高电平；K_1b～K_4b保持不变；即a组开关管恒通，而b组开关管实现高频斩波。