[发明专利]一种应用于混合型有源中点钳位式三电平变换器的调制方法

摘要

本发明公开了一种应用于混合型有源中点钳位式三电平变换器的调制方法。在每个开关周期中，测量实时占空比和实时交流电流，并预测采用零状态0UL为主要零状态之后导通损耗的减少量；测量当前直流母线电压和开关频率，并通过已测量的额外开关损耗曲线预测采用零状态0UL为主要零状态之后开关损耗的增加量。比较预测得到的两种损耗，当导通损耗减少量多于开关损耗增加量，采用四次开关动作的调制序列；当导通损耗减少量少于开关损耗增加量，采用两次开关动作的调制序列。采用本发明所述调制方法，混合型有源中点钳位式三电平变换器的导通损耗更小，并且整体损耗分布更加均衡。实现效率最优化。

主权项

1.一种应用于混合型有源中点钳位式三电平变换器的调制方法，所述的混合型有源中点钳位式三电平变换器包含四个相同的硅基绝缘栅双极型晶体管Q1、Q4、Q5、Q6和两个相同的碳化硅基金属氧化物半导体场效应晶体管Q2、Q3，其特征在于包括如下步骤：(a)在每一个开关周期计算下一个开关周期非零状态的作用时间tnon‑zero,tnon‑zero由参考电压与三角载波电压比较后得到；(b)下一个开关周期主要零状态的作用占空比dzero由式(1)计算给出其中ts为开关周期时长；(c)应用式(2)预测采用零状态0UL为主要零状态之后导通损耗的减小量其中ΔPcon表示预期的应用零状态0UL后的导通损耗减小量，RQ3表示该变换器中采用的碳化硅基金属氧化物半导体场效应晶体管的导通电阻，RQ6表示该变换器中采用的硅基绝缘栅双极型晶体管的导通电阻，i(t)表示变换器当前时刻输出电流；(d)根据变换器的额外开关损耗曲线，当前直流母线电压以及开关频率，预测采用零状态0UL为主要零状态之后开关损耗的增加量；(e)实时比较预测得到的导通损耗减小量和开关损耗的增加量；(f)当减少的导通损耗多于增加的开关损耗时，下一个开关周期采用包含四次开关动作的调制序列；根据不同参考电压，包含四次开关动作的调制序列如下：在参考电压正半周期，四次开关动作依次为从非零状态P切换到中间零状态0L，从中间零状态0L切换到主要零状态0UL，从主要零状态0UL切换到中间零状态0L，从中间零状态0L切换到非零状态P；在参考电压负半周期，四次开关动作依次为从非零状态N切换到中间零状态0U，从中间零状态0U切换到主要零状态0UL，从主要零状态0UL切换到中间零状态0U，从中间零状态0U切换到非零状态N；当减少的导通损耗少于增加的开关损耗时，下一个开关周期采用包含两次开关动作的调制序列，根据不同参考电压，包含两次开关动作的调制序列如下：在参考电压正半周期，两次开关动作依次为从非零状态P切换到主要零状态0L，从主要零状态0L切换到非零状态P；在参考电压负半周期，两次开关动作依次为从非零状态N切换到主要零状态0U，从主要零状态0U切换到非零状态N。