[發(fā)明專利]一種H橋五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器及其調(diào)制策略

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910901901.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN110768557B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖燁然;李鵬;邵俊波;邱長青;劉念洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所（中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所）
• 主分類號(hào): H02M7/487
• 分類號(hào): H02M7/487;H02M7/5387;H02M1/38;H02M1/32
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

1.一種H橋五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器，其特征在于：包括三個(gè)單相H橋逆變器，每個(gè)單相H橋逆變器均由結(jié)構(gòu)一致的左橋臂和右橋臂組成，每個(gè)橋臂均為五電平有源中點(diǎn)鉗位型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有橋臂的直流母線兩端并聯(lián)之后分別連接第一分壓電容器Cd1和第二分壓電容器Cd2，所述的第一分壓電容器Cd1和第二分壓電容器Cd2串聯(lián)；

所述的五電平有源中點(diǎn)鉗位型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括由開關(guān)器件S1和開關(guān)器件S2依次連接形成的第一支路，由開關(guān)器件S7、開關(guān)器件S8、開關(guān)器件S5和開關(guān)器件S6依次連接形成的第二支路，由開關(guān)器件S3、開關(guān)器件S4、開關(guān)器件S11和開關(guān)器件S12依次連接形成的第三支路，由開關(guān)器件S9和開關(guān)器件S10依次連接形成的第四支路，由第一分壓電容Cd1和第二分壓電容Cd2形成的第五支路以及由開關(guān)器件S13和懸浮電容Cf形成的第六支路，開關(guān)器件S1～S13上分別反向并聯(lián)有二極管D1～D13；

所述的第一支路中開關(guān)器件S1的集電極與第一分壓電容Cd1的正極相連接，開關(guān)器件S1的發(fā)射極與開關(guān)器件S2的集電極相連接，開關(guān)器件S2的發(fā)射極同時(shí)連接開關(guān)器件S5和開關(guān)器件S8的集電極；

所述的第二支路中開關(guān)器件S7的發(fā)射極同時(shí)連接第一分壓電容Cd1的負(fù)極、第二分壓電容Cd2的正極和開關(guān)器件S3的集電極，開關(guān)器件S7的集電極與開關(guān)器件S8的發(fā)射極相連接，開關(guān)器件S8的集電極同時(shí)連接開關(guān)器件S2的發(fā)射極和開關(guān)器件S5的集電極，開關(guān)器件S5的發(fā)射極同時(shí)連接開關(guān)器件S6的集電極和開關(guān)器件S13的發(fā)射極，開關(guān)器件S6的發(fā)射極與S12的集電極相連接；

所述的第三支路中開關(guān)器件S3的集電極同時(shí)連接第一分壓電容Cd1的負(fù)極、第二分壓電容Cd2的正極和S7的發(fā)射極，開關(guān)器件S3的發(fā)射極與開關(guān)器件S4的集電極相連接，開關(guān)器件S4的發(fā)射極同時(shí)連接開關(guān)器件S10的集電極和開關(guān)器件S11的發(fā)射極，開關(guān)器件S11的集電極同時(shí)連接S12的發(fā)射極和懸浮電容Cf的負(fù)極，開關(guān)器件S12的集電極與開關(guān)器件S6的發(fā)射極相連接；

所述的第四支路中開關(guān)器件S9的發(fā)射極與第二分壓電容Cd2的負(fù)極相連接，開關(guān)器件S9的集電極與開關(guān)器件S10的發(fā)射極相連接，開關(guān)器件S10的發(fā)射極同時(shí)連接開關(guān)器件S4和開關(guān)器件S11的發(fā)射極；

所述的第五支路中第一分壓電容Cd1的正極與開關(guān)器件S1的集電極相連接，第一分壓電容Cd1的負(fù)極同時(shí)連接開關(guān)器件S7的發(fā)射極、開關(guān)器件S3的集電極和第二分壓電容Cd2的正極，第二分壓電容Cd2的負(fù)極與開關(guān)器件S9的發(fā)射極相連接；

所述的第六支路中開關(guān)器件S13的發(fā)射極同時(shí)連接開關(guān)器件S5的發(fā)射極和開關(guān)器件S6的集電極，開關(guān)器件S13的集電極與懸浮電容Cf的正極相連接，使S3、S4、S7、S8同時(shí)開通時(shí)保持S13一直處于關(guān)斷狀態(tài)，從而在消除5L-ANPC逆變器輸出電壓越級(jí)跳變的同時(shí)，也避免了懸浮電容Cf短路現(xiàn)象的發(fā)生，懸浮電容Cf的負(fù)極同時(shí)連接開關(guān)器件S11的集電極和開關(guān)器件S12的發(fā)射極。

2.一種如權(quán)利要求1所述H橋五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的調(diào)制策略，其特征在于，采用改進(jìn)型載波移相PWM調(diào)制策略，徹底解決由死區(qū)效應(yīng)導(dǎo)致的五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器輸出電壓過零點(diǎn)處的多電平越級(jí)跳變問題。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述H橋五電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器的調(diào)制策略，其特征在于，第一支路中的開關(guān)器件S1和開關(guān)器件S2、第二支路中的開關(guān)器件S7和開關(guān)器件S8、第三支路中的開關(guān)器件S3和開關(guān)器件S4以及第四支路中的開關(guān)器件S9和開關(guān)器件S10同時(shí)開通/關(guān)斷，且開關(guān)器件S1、開關(guān)器件S2與開關(guān)器件S7、開關(guān)器件S8互補(bǔ)，開關(guān)器件S3、開關(guān)器件S4與開關(guān)器件S9、開關(guān)器件S10互補(bǔ)，開關(guān)器件S5和開關(guān)器件S11互補(bǔ)，開關(guān)器件S6和開關(guān)器件S12互補(bǔ)，開關(guān)器件S3、開關(guān)器件S4、開關(guān)器件S7、開關(guān)器件S8同時(shí)開通時(shí)S13須處于關(guān)斷狀態(tài)。