[發明專利]模塊化開關功率放大器及其控制方法

有效

• 申請號: 201710041349.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN107171567B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 羅安;肖牧軒;徐千鳴;丁紅旗;洪樂榮;岳雨霏;郭鵬;王逸興
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5395;H02M7/487;H02M3/335
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種模塊化開關功率放大器的鉗位多電平電壓平衡及死區補償控制方法，模塊化開關功率放大器包括依次連接的前級的三相不可控整流電路、

中間級高頻DC-DC電路和后級二極管鉗位的兩相三電平逆變電路；所述中間級高頻DC-DC電路包括全橋逆變電路，所述全橋逆變電路與高頻變壓器的原邊相連，所述高頻變壓器的副邊與LC濾波電路連接；其特征在于，包括以下步驟：

1)分別對高頻變壓器的輸出電壓的分電壓進行采樣，得到u_dc1和u_dc2，并實時檢測高頻變壓器的輸出電流i_l，通過輸出電流及采樣電壓確定調制模式；

2)兩相三電平逆變電路的直流側上下電容電壓允許偏差為|Δu_max|，并計算Δu＝u_dc1-u_dc2；

3)若|Δu|<|Δu_max|，則保持原有的載波不變，若|Δu|>|Δu_max|，輸出波形為正半周；當i_l>0，Δu<0時，工作狀態由模式1切換到模式2，當i_l>0，Δu>0時，工作狀態由模式2切換到模式1，其中模式1的電流經左橋臂第一開關管S11、第二開關管S12、負載及右橋臂第三開關管S23、第四二極管D4構成回路，模式2電流經左橋臂第一二極管D1、第二開關管S12流經負載及右橋臂第二開關管S23、第四開關管S24構成回路；輸出波形為負半周：當i_l>0，Δu<0時，工作狀態由模式4切換到模式3，當i_l>0，Δu>0時，工作狀態由模式3切換到模式4，其中模式3的電流經左橋臂第一二極管D1、第二開關管S12、負載及右橋臂第三開關管S23、第一開關管S21構成回路，模式4電流經左橋臂第四開關管S14、第三開關管S13流經負載及右橋臂第三開關管S23、第四二極管D4構成回路；通過四種工作模式相互切換以維持中性點電壓平衡；

4)當i_l>0時，在功放的信號源信號中疊加Δu_r，其中Δu_r為死區時間與載波周期的比值，當i_l<0時，在功放的信號源信號中疊加-Δu_r進行死區補償，減小三次諧波含量，降低電流的畸變率；

5)將疊加死區補償后的信號與載波實時比較，并利用載波層疊調制策略，左右橋臂各輸出四路PWM信號驅動后級兩相三電平逆變電路橋臂的功率器件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，輸出電流i_l小于1％，電容電壓允許偏差|Δu_max|＝0。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，電容電壓允許偏差取為|Δu_max|/U_dc＝1％～2％，U_dc為直流側電容電壓。