[發明專利]基于DSP和CPLD的三電平零共模電壓調制方法

有效

• 申請號: 201210190748.3
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102739091A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王付勝;張興;何立燦;李飛;劉淳;劉芳
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M1/088
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種三電平零共模電壓調制方法，尤其涉及一種基于DSP和CPLD的三電平零共模電壓調制方法。

背景技術

隨著電力電子技術和計算機技術的高速發展，逆變器廣泛應用于大功率領域。特別是隨著三電平技術的不斷提高和完善，三電平逆變器在大功率場合中已經成為了主導地位。與傳統的兩電平變流器相比，三電平變流器具有耐壓等級高、開關損耗低、輸出諧波低等優點，在高壓大功率應用中表現出明顯的優勢，所以引起了人們的關注。但三電平變流器存在共模電壓問題。由于共模電壓的存在，通過漏電容產生不可控的漏電流。漏電流會對其他設備產生很強電磁干擾，對外殼絕緣層產生電擊，縮短使用壽命。

目前對共模電壓的處理方法主要有：一、采用APF有源濾波來抑制共模電壓；二、前饋有源濾波；三、采用三相四橋臂對中性點注入電流來抑制共模電壓等方法。這些方法都能不同程度地抑制了共模電壓，但都未能從根本上消除共模電壓。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種能從根本上消除共模電壓的基于DSP和CPLD的三電平零共模電壓調制方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于DSP和CPLD的三電平零共模電壓調制方法，包括以下步驟：

（1）、運用DSP進行兩電平調制，調制出兩兩互補的6路兩電平PWM信號，將信號標注為EPWM1到EPWM6，其中EPWM1和EPWM2互補，EPWM3和EPWM4互補，EPWM5和EPWM6互補；

（2）、將DSP產生的6路兩電平PWM信號通過外部管腳傳遞給CPLD，CPLD對所述的6路兩電平PWM信號進行調整，產生12路PWM信號，將12路信號分別標注為PWM1到PWM12；

對PWM1-PWM4進行分配取值：當步驟（1）中DSP產生的EPWM1和EPWM3信號不同時為低電平時，實行如下分配方式：PWM1取EPWM4的信號，PWM2取EPWM1的信號，PWM3取EPWM3的信號，PWM4取EPWM2的信號；當步驟（1）中DSP產生的EPWM1和EPWM3信號同時為低電平時，實行如下分配方式：PWM1取EPWM3的信號，PWM2取EPWM2的信號，PWM3取EPWM4的信號，PWM4取EPWM1的信號；

對PWM5-PWM8進行分配取值：當步驟（1）中DSP產生的EPWM3和EPWM5信號不同時為低電平時，實行如下分配方式：PWM5取EPWM6的信號，PWM6取EPWM3的信號，PWM7取EPWM5的信號，PWM8取EPWM4的信號；當步驟（1）中DSP產生的EPWM3和EPWM5信號同時為低電平時，實行如下分配方式：PWM5取EPWM5的信號，PWM6取EPWM4的信號，PWM7取EPWM6的信號，PWM8取EPWM3的信號；

對PWM9-PWM12進行分配取值：當步驟（1）中DSP產生的EPWM5和EPWM1信號不同時為低電平時，實行如下分配方式：PWM9取EPWM2的信號，PWM10取EPWM5的信號，PWM11取EPWM1的信號，PWM12取EPWM6的信號；當步驟（1）中DSP產生的EPWM5和EPWM1信號同時為低電平時，實行如下分配方式：PWM9取EPWM1的信號，PWM10取EPWM6的信號，PWM11取EPWM2的信號，PWM12取EPWM5的信號；

（3）CPLD輸出步驟（2）中重新分配得到的12路PWM信號，用此12路PWM信號對三電平逆變器的開關管進行控制，并使輸出的共模電壓為0。

本發明的工作原理是：

（1）、兩電平共模電壓計算

如圖3所示，定義兩電平變頻器的三個橋臂分別為X_A、X_B、X_C,?設定當第一橋臂的上橋臂導通下橋臂關斷時X_A=1，反之上橋臂關斷下橋臂導通時X_A=-1。同理可得X_B、X_C的取值。設V_A、V_B、V_C分別為逆變器輸出相電壓，U_dc為輸入電壓；V_N0為逆變器的共模電壓。兩電平下的V_A、V_B、V_C取值如下：