[發明專利]基于全橋與半橋模塊的混合型多電平換流器及其控制方法

有效

• 申請號: 201310590622.X
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103633871A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 夏成軍;李勇;梁國開
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

1.基于全橋與半橋模塊的混合型多電平換流器，其特征在于，包括連接于正負極直流母線之間的三相單元，每個相單元由上橋臂和下橋臂組成，每個橋臂包括N個半橋模塊和1個帶直流電源的全橋模塊，所述N個半橋模塊和1個帶直流電源的全橋模塊串聯連接，N為正整數。

2.根據權利要求1所述的基于全橋與半橋模塊的混合型多電平換流器，其特征在于，所述帶直流電源的全橋模塊由四個帶有反并聯二極管的絕緣柵雙極晶體管和一個直流電源組成，每兩個絕緣柵雙極晶體管順序串聯形成串聯結構，每個串聯結構的兩端分別與直流電源的兩端連接；每個串聯結構中，兩個絕緣柵雙極晶體管的連接點為全橋模塊的其中一個輸出端。

3.根據權利要求1所述的基于全橋與半橋模塊的混合型多電平換流器，其特征在于，所述半橋模塊由兩個帶有反并聯二極管的絕緣柵雙極晶體管和一個電容組成，所述兩個帶有反并聯二極管的絕緣柵雙極晶體管順序串聯后與電容并聯，所述兩個帶有反并聯二極管的絕緣柵雙極晶體管的串聯點為所述半橋模塊的一個輸出端，所述電容的任意一端為所述半橋模塊的另一個輸出端。

4.權利要求1～3任一項所述基于全橋與半橋模塊的混合型多電平換流器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1通過最近電平逼近方法控制半橋模塊投入數，各橋臂的半橋模塊都通過排序算法導通，使所有半橋模塊的電容電壓維持平衡；

所述半橋模塊投入數的計算方法如下：

在每個時刻，每相下橋臂需投入的半橋模塊數的實時表達式為：

ndown=N2+round(UiUC)]]>

在每個時刻，每相上橋臂需投入的半橋模塊數的實時表達式為：

nup=N2-ndown=N2-round(UiUC)]]>

其中，U_C為所有半橋模塊的電容電壓維持均衡時每個半橋模塊的電容電壓；U_i為相電壓調制波；round()表示取最接近的整數；

S2通過控制全橋模塊的投入與切除，使電平數從N+1增加到3N+1；

上橋臂的全橋模塊的投入狀態為：

SHB=MOD(32N+round(3Ui2/N),3),i=a,b,c]]>

其中，U_i為相電壓調制波，MOD()表示取余運算；

下橋臂的全橋模塊的投入狀態為：

SHB′=MOD(3-SHB,3).]]>