[發明專利]全橋三電平直流變換器的控制方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201911214905.8
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110707956B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王月武;宋晨;王國建
• 申請（專利權）人: 深圳市英威騰電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/5387;H02M7/5395;H02M3/335;H02M1/38
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 鄧星文

本發明實施例公開了一種全橋三電平直流變換器的控制方法、裝置及系統，其中所述控制方法包括若檢測到新的PWM周期，判斷橋臂切換標志位是否為第一預設值或第二預設值；若橋臂切換標志位為第一預設值，根據第一預設規則更新配置全橋三電平直流變換器的八個開關管的PWM驅動信號，以對左橋臂的開關管Q1和開關管Q4進行斬波控制，并將橋臂切換標志位更新為第二預設值；若橋臂切換標志位為第二預設值，根據第二預設規則更新配置全橋三電平直流變換器的八個開關管的PWM驅動信號，以對右橋臂的開關管Q5和開關管Q8進行斬波控制，并將橋臂切換標志位更新為第一預設值。本發明實施例不僅可有效平衡左右橋臂相應的開關管的功率損耗，還能改善熱應力分布。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種全橋三電平直流變換器的控制方法、裝置及系統。

背景技術

全橋三電平直流變換器由于具有開關管電壓應力低、易于實現軟開關以及高頻隔離等優點，在通信電源、新能源發電和儲能系統等領域得到了廣泛應用。圖1所示即為一種常見的LLC諧振的全橋三電平直流變換器。各種全橋三電平直流變換器均主要包括三電平中點箝位型(Neutral Point Clamped，NPC)橋臂、諧振網絡(或電感/電容網絡)、高頻隔離變壓器和整流電路。

全橋三電平直流變換器與全橋兩電平直流變換器相比，開關管數量增加了一倍，控制的自由度也相應得到了拓展。現有技術中，圖2所示為一種固定對左橋臂的外管(開關管Q1、開關管Q4)進行斬波控制的控制方法，被認為是較佳的控制方法，但該控制方法總是會讓左橋臂外管在電流較大時關斷，而且左右橋臂外管的導通時間也不相等，從而造成左右橋臂外管的功率損耗不一致，引起熱應力分布不均，進而影響全橋三電平直流變換器的可靠性。

發明內容

本發明實施例提供了一種全橋三電平直流變換器的控制方法、裝置及系統，其不僅可以有效平衡全橋三電平直流變換器的左右橋臂外管的功率損耗，改善熱應力分布，還能提高全橋三電平直流變換器的可靠性和使用壽命。

第一方面，本發明實施例提供了一種全橋三電平直流變換器的控制方法，被配置于一處理器中以對與所述處理器相連的全橋三電平直流變換器進行控制，所述全橋三電平直流變換器包括相互并聯的左橋臂和右橋臂，所述左橋臂包括依次串聯的開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3以及開關管Q4，所述右橋臂包括依次串聯的開關管Q5、開關管Q6、開關管Q7以及開關管Q8，所述控制方法包括，

若檢測到新的PWM周期，判斷橋臂切換標志位是否為第一預設值或第二預設值；

若所述橋臂切換標志位為第一預設值，根據第一預設規則更新配置所述全橋三電平直流變換器的八個開關管的PWM驅動信號，以對所述左橋臂的開關管Q1和開關管Q4進行斬波控制，并在檢測到下一個PWM周期之前，將所述橋臂切換標志位更新為第二預設值；

若所述橋臂切換標志位為第二預設值，根據第二預設規則更新配置所述全橋三電平直流變換器的八個開關管的PWM驅動信號，以對所述右橋臂的開關管Q5和開關管Q8進行斬波控制，并在檢測到下一個PWM周期之前，將所述橋臂切換標志位更新為第一預設值。

進一步地，所述若所述橋臂切換標志位為第一預設值，根據第一預設規則更新配置所述全橋三電平直流變換器的八個開關管的PWM驅動信號，以對所述左橋臂的開關管Q1和開關管Q4進行斬波控制，并在檢測到下一個PWM周期之前，將所述橋臂切換標志位更新為第二預設值的步驟，包括：

若所述橋臂切換標志位為第一預設值，控制所述左橋臂的開關管Q1和開關管Q4按各自的具有相同預設占空比的PWM驅動信號進行互補導通，以實現開關管Q1和開關管Q4的斬波控制；其中，所述預設占空比大于0且小于50％；

控制所述左橋臂的開關管Q2以及開關管Q3按各自的具有50％占空比的PWM驅動信號進行互補導通；