[發明專利]一種三電平變換器的建模方法有效

申請號：	201610135779.7	申請日：	2016-03-10
公開（公告）號：	CN105718703B	公開（公告）日：	2019-01-18
發明（設計）人：	姚志壘;徐進;徐靜;彭思敏;陳沖;李小凡;于學華	申請（專利權）人：	鹽城工學院
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	224051 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種電平變換器建模方法
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【權利要求書】：

1.一種三電平變換器的建模方法，所述三電平變換器包括輸入電源U_in、三電平變換電路、濾波電路和負載R_L，其中濾波電路包括濾波電感L_f、濾波電容C_f和其等效串聯電阻R_ESR；包括以下步驟：

1)分析三電平變換器，確定系統的工作模態，

2)建立各個工作模態的狀態方程，

3)建立系統平均狀態方程，

4)建立系統的小信號模型；

其特征在于，所述步驟1)中，所述三電平變換器工作在三電平和兩電平兩種工作模式；所述三電平工作模式包含1電平工作模態、1/2電平工作模態和0電平工作模態，所述兩電平工作模式包含1/2電平工作模態和0電平工作模態；可得三電平變換器存在三個工作模態，即1電平工作模態、1/2電平工作模態和0電平工作模態；

所述步驟2)中，1電平工作模態對應的三電平開關電路輸出電壓U_AB為nU_in，可得其狀態方程為

其中，u_cf為濾波電容C_f的電壓，i_L為流過濾波電感C_f的電流，n為變比，為i_L對時間的導數，為u_cf對時間的導數；

1/2電平工作模態對應的三電平開關電路輸出電壓U_AB為nU_in/2，可得其狀態方程為

0電平工作模態對應的三電平開關電路輸出電壓U_AB為0，可得其狀態方程為

所述步驟3)中，根據各個工作模態的導通時間和各工作模態的狀態方程，確定系統的平均狀態方程：

式中，d₁為1電平工作模態的時間t_on1與三電平變換電路輸出電壓U_AB周期T_s之比，d₂為t_on2與U_AB周期T_s之比，其中，t_on2為1/2電平工作模態的時間與1電平工作模態的時間之和；

所述步驟4)中，輸出電壓u_o和輸出濾波電容電壓u_cf的關系式：

可確定系統的小信號模型：

式中，N(s)＝2[L_fC_f(R_ESR+R_L)s²(R_LC_fR_ESR+L_f)s+R_L]，上標帶^的為相關變量的小信號量。

2.根據權利要求1所述的三電平變換器的建模方法，所述三電平變換電路可為隔離電路也可為非隔離電路。

3.根據權利要求2所述的三電平變換器的建模方法，所述三電平變換電路為非隔離電路時，變比n為1；所述三電平變換電路為隔離電路時，變比n為變壓器副邊匝數與原邊匝數之比。

4.根據權利要求1所述的三電平變換器的建模方法，所述三電平變換器工作在三電平模式時，所述時間t_on1可調，所述時間t_on2為最大導通時間t_on(max)，即d₁可調，d₂為最大值d_2max；所述三電平變換器工作在兩電平模式時，所述時間t_on1為0，所述時間t_on2可調，即d₁為0，d₂可調。