[發明專利]少開關五電平逆變器及其調制方法

在審

• 申請號: 201310734503.7
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104506063A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 夏抒;曾繁鵬
• 申請（專利權）人: 寧波綠凱節能科技有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M5/458;H02M1/08
• 代理公司: 杭州華知專利事務所 33235
• 代理人: 寧岡

1.一種少開關五電平逆變器，其特征在于：包括負載、電抗器、功率開關電路、第一交流電源模塊、第二交流電源模塊及控制信號發生器，所述的負載設有a端和b端，所述的功率開關電路包括功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5和功率開關Q6，所述的第一交流電源模塊和第二交流電源模塊均具有正向端和負向端，所述電抗器的一端連接負載的a端，電抗器的另一端與功率開關Q1的發射極、功率開關Q4的集電極電連接，負載的b端與功率開關Q2的發射極、功率開關Q3的集電極電連接，功率開關Q1的集電極、功率開關Q2的集電極、功率開關Q5的發射極、功率開關Q6的發射極電連接，功率開關Q3的發射極、功率開關Q4的發射極電連接，第一交流電源模塊的正向端與功率開關Q5的集電極電連接，第一交流電源模塊的負向端、第二交流電源模塊的正向端分別與功率開關Q6的集電極電連接，第二交流電源模塊的負向端與功率開關Q3的發射極電連接，功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5和功率開關Q6分別與控制信號發生器電連接。

2.根據權利要求1所述的少開關五電平逆變器，其特征在于：所述的電抗器為平波電抗器。

3.根據權利要求1所述的少開關五電平逆變器，其特征在于：所述的功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5、功率開關Q6均為IGBT。

4.根據權利要求1所述的少開關五電平逆變器，其特征在于：所述的功率開關Q1、功率開關Q2、功率開關Q3、功率開關Q4、功率開關Q5、功率開關Q6均為MOSFET。

5.根據權利要求1所述的少開關五電平逆變器，其特征在于：所述的第一交流電源模塊和第二交流電源模塊均包括交流電源、整流橋和直流電容，整流橋的兩個輸入端連接交流電源，直流電容兩端分別連接整流橋的兩個輸出端。

6.根據權利要求1所述的少開關五電平逆變器，其特征在于：所述的控制信號發生器包括調制波發生模塊、過零比較模塊、固定值比較模塊、第一載波比較模塊、第二載波比較模塊和可控開關，所述的過零比較模塊、固定值比較模塊、第一載波比較模塊、第二載波比較模塊分別與調制波發生模塊連接，可控開關與過零比較模塊、固定值比較模塊、第一載波比較模塊分別連接，可控開關具有第一輸出端和第二輸出端。

7.一種用于權利要求1所述的少開關五電平逆變器的調制方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）調制波發生模塊產生調制波Ma及載波tr0、載波tr1，調制波Ma為正弦波，載波tr0為0到N之間變化的三角波，載波tr1為N到2N之間變化的三角波，N為載波tr0數據的最大值；

（2）過零比較模塊將調制波的數據與0進行比較，若調制波的數據大于0則過零比較模塊的輸出值為1，若調制波的數據小于或等于0則過零比較模塊的輸出值為0，過零比較模塊的輸出值作為功率開關Q1及可控開關的控制信號，過零比較模塊的輸出值的取反值作為功率開關Q4的控制信號；

（3）第一載波比較模塊將調制波數據的絕對值與載波tr0的數據進行比較，若調制波數據的絕對值大于載波tr0的數據則第一載波比較模塊的輸出值為1，若調制波數據的絕對值小于或等于載波tr0的數據則第一載波比較模塊的輸出值為0；

（4）固定值比較模塊將調制波數據的絕對值與固定值N進行比較，若調制波數據的絕對值大于固定值N則固定值比較模塊的輸出值為1，若調制波數據的絕對值小于或等于固定值N則固定值比較模塊的輸出值為0；

（5）第二載波比較模塊將調制波數據的絕對值與載波tr1的數據進行比較，若調制波數據的絕對值大于載波tr1的數據則第二載波比較模塊的輸出值為1，若調制波數據的絕對值小于或等于載波tr1的數據則第二載波比較模塊的輸出值為0；

（6）步驟（3）得到的第一載波比較模塊的輸出值與步驟（4）得到的固定值比較模塊的輸出值的取反值進行邏輯與運算得到第一邏輯與值，若過零比較模塊的輸出值為0則第一邏輯與值輸出到可控開關的第一輸出端且第一邏輯與值作為功率開關Q3的控制信號、第一邏輯與值的取反值作為功率開關Q2的控制信號，若過零比較模塊的輸出值為1則第一邏輯與值輸出到可控開關的第二輸出端且第一邏輯與值作為功率開關Q2的控制信號、第一邏輯與值的取反值作為功率開關Q3的控制信號；

（7）步驟（4）得到的固定值比較模塊的輸出值與步驟（5）得到的第二載波比較模塊的輸出值進行邏輯與運算得到第二邏輯與值，第二邏輯與值作為功率開關Q5的控制信號、第二邏輯與值的取反值作為功率開關Q6的控制信號。