[發明專利]應用在DAB結構中的ANPC有源橋的調制方法及系統

有效

• 申請號: 201911001317.6
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110798072B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張宇;關清心
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/487
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種應用在DAB結構中的有源中點鉗位型ANPC有源橋的調制方法，所述ANPC有源橋應用于DAB拓撲中的至少一側，其特征在于，所述調制方法應用于雙有源橋型DC/DC變換器結構，包括以下步驟：

通過控制ANPC有源橋所包含開關管的開通和關斷時序，使得ANPC有源橋輸出電平在正電平、零電平、負電平和零電平之間循環切換；

當ANPC有源橋的輸出電平在正電平、零電平、負電平和零電平之間循環切換時，控制距離ANPC有源橋輸出端最近的兩個開關管均在沒有承受電壓的情況下進行開關狀態切換，以使得距離ANPC有源橋輸出端最近的兩個開關管的開關損耗為零，從而降低距離ANPC有源橋輸出端最近的兩個開關管的總損耗，所述總損耗包括開關損耗和通態損耗；其中，距離ANPC有源橋輸出端最近的兩個開關管的通態損耗相比ANPC有源橋其他開關管的通態損耗高；

所述ANPC有源橋為半橋電路，所述ANPC有源橋包括直流第一分壓電容、直流第二分壓電容、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管以及第六開關管；

所述第一開關管的一端連接直流第一分壓電容的正極，所述第一開關管的另一端連接第二開關管的一端，所述第二開關管的另一端連接第三開關管的一端，所述第三開關管的另一端連接第四開關管的一端，所述第四開關管的另一端連接直流第二分壓電容的負極，所述直流第二分壓電容的正極端與所述直流第一分壓電容的負極端連接于第一端點；所述第五開關管的另一端和第六開關管的一端相連接且共接于所述第一端點，所述第五開關管的一端連接第一開關管的另一端，所述第六開關管的另一端連接第三開關管的另一端；所述第二開關管的另一端與第三開關管的一端的連接點為ANPC有源橋的輸出端，所述第五開關管的另一端和第六開關管的一端的連接點為ANPC有源橋的直流中線端點；所述ANPC有源橋的輸出端和直流中線端點間的電壓為ANPC有源橋的輸出電壓；所述直流第一分壓電容用于提供正電平，所述直流第二分壓電容用于提供負電平；

所述ANPC有源橋的直流輸入電源為兩端口的單一直流電源或三端口的正負直流電源，采用兩端口的單一直流電源時，其正極與直流第一分壓電容的正極相連，其負極與直流第二分壓電容的負極相連；采用三端口的正負直流電源時，其正極與直流第一分壓電容的正極相連，其負極與直流第二分壓電容的負極相連，其中點與第一端點相連；

當ANPC有源橋輸出正電平時，所述第一開關管、第二開關管和第六開關管導通；當ANPC有源橋輸出零電平時，所述第二開關管、第三開關管、第五開關管和第六開關管導通；當ANPC有源橋輸出負電平時，所述第三開關管、第四開關管和第五開關管導通；所述距離ANPC有源橋輸出端最近的兩個開關管為第二開關管和第三開關管；

當ANPC有源橋的正電平切換為零電平時，先關斷第一開關管，接著開通第五開關管，再開通第三開關管；

當ANPC有源橋的零電平切換為負電平時，先關斷第二開關管，再關斷第六開關管，接著開通第四開關管；

當ANPC有源橋的負電平切換為零電平時，先關斷第四開關管，接著開通第六開關管，再開通第二開關管；當ANPC有源橋的零電平切換為正電平時，先關斷第三開關管，再關斷第五開關管，接著開通第一開關管。

2.根據權利要求1所述的應用在DAB結構中的有源中點鉗位型ANPC有源橋的調制方法，其特征在于，該調制方法以同時導通兩個電流支路的零電平開關狀態作為輸出零電平的開關狀態；其中，兩個電流支路指的是第二開關管和第五開關管組成的支路以及第三開關管和第六開關管組成的支路。

3.根據權利要求1或2所述的應用在DAB結構中的有源中點鉗位型ANPC有源橋的調制方法，其特征在于，所述第二開關管和第三開關管在輸出零電平、正電平或負電平時都產生通態損耗；

所述第一開關管和第四開關管在輸出非零電平時產生通態損耗；

所述第五開關管和第六開關管在輸出零電平時產生通態損耗；

所述第二開關管和第三開關管均在零電壓下開通或者關斷。

4.根據權利要求1或2所述的應用在DAB結構中的有源中點鉗位型ANPC有源橋的調制方法，其特征在于，所述ANPC有源橋是全橋電路，所述開關管是IGBT、MOSFET或其它全控型開關器件。