[發明專利]一種三電平拓撲ANPC四象限運行調制方法

有效

• 申請號: 202011492095.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112688584B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 劉永奎;曹立航;張新濤
• 申請（專利權）人: 西安奇點能源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種三電平拓撲ANPC四象限運行調制方法，其特征在于，

三電平拓撲ANPC包括六個功率器件，六個功率器件分別包括開關管G1和二極管D1、開關管G2和二極管D2，開關管G3和二極管D3、開關管G4和二極管D4，開關管G5和二極管D5、開關管G6和二極管D6；

零電平續流開始，開關管G1/開關管G4管關斷后延遲一個死區時間T₁，先開通開關管G5、開關管G6，當電流流過二極管D2、二極管D1向正母線續流時迫使續流路徑由二極管D2、二極管D1管變為二極管D2、開關管G5管，向中性點續流；當電流流過二極管D4、二極管D3向負母線續流時迫使續流路徑由二極管D4、二極管D3管變為開關管G6、二極管D3管，向中性點續流；然后再延遲一個死區時間T₂開通開關管G2、開關管G3管，額外開通二極管D5、開關管G2，開關管G3、二極管D6兩個續流回路；

零電平續流結束時，先關斷開關管G2、開關管G3管，延遲一個死區時間T₃后再關斷開關管G5、開關管G6管，再延遲一個死區時間T₄后再開通開關管G1/開關管G4管，退出零電平續流狀態；

零電平續流可以分為4種工況，其中電壓正半周是指輸出點AC端的電壓在正電平VDC和零電平VAC/2間切換的半個工頻周期內；電壓負半周是指輸出點AC端的電壓在負電平0和零電平VAC/2間切換的半個工頻周期內；電流正半周是指電流流出AC端；電流負半周是指電流由AC端流入；

工況①電壓正半周電流正半周時，在開關管G1關斷進入零電平續流狀態時，電流會自動切換為續流回路1，由二極管D5續流二極管進行短續流路徑續流；延遲一個死區時間后開關管G5、開關管G6導通，此時會額外開通續流回路2即經由開關管G6、二極管D3續流，保證零電平狀態有兩條路徑可進行續流，均衡各功率器件的損耗；

工況②電壓負半周電流負半周時，在開關管G4關斷進入零電平續流狀態時，電流會自動切換為續流回路1，由二極管D5續流二極管進行短續流路徑續流，延遲一個死區時間后開關管G5、開關管G6導通，此時會額外開通續流回路2即經由二極管D2、開關管G5續流，保證零電平狀態有兩條路徑可進行續流，均衡各功率器件的損耗；

工況③電壓正半周電流負半周時，電流仍將從二極管D2、二極管D1續流二極管流入正母線，延遲一個死區時間后開關管G5、開關管G6導通，此時電流會向續流回路1切換，變為二極管D2、開關管G5續流，電流流入中性點；再延遲一個死區時間后開關管G2、開關管G3導通，此時會額外開通續流回路2即經由開關管G3、二極管D6續流，保證零電平狀態有兩條路徑可進行續流，均衡各功率器件的損耗；

工況④電壓負半周電流正半周時，電流仍將從二極管D4、二極管D3續流二極管流出負母線，延遲一個死區時間后開關管G5、開關管G6導通，此時電流會向續流回路1切換，變為開關管G6、二極管D3續流，電流從中性點流出；再延遲一個死區時間后開關管G2、開關管G3導通，此時會額外開通續流回路2即經由二極管D5、開關管G2續流，保證零電平狀態有兩條路徑可進行續流，均衡各功率器件的損耗。

2.根據權利要求1所述的三電平拓撲ANPC四象限運行調制方法，其特征在于，所述三電平拓撲ANPC包括兩個電容和多個功率器件；兩個串聯的電容設置在直流側；功率器件包括開關管及其反并聯二極管；其中，第一功率器件、第二功率器件、第三功率器件和第四功率器件依次串聯，第一功率器件與第一電容正極端連接，第四功率器件與第二電容負極端連接；第五功率器件和第六功率器件串聯，第五功率器件和第六功率器件的中點連接兩個電容中點，第五功率器件和第六功率器件分別連接第一功率器件和第二功率器件的中點、第三功率器件和第四功率器件的中點；第二功率器件和第三功率器件中點連接輸出點AC端。

3.根據權利要求1所述的三電平拓撲ANPC四象限運行調制方法，其特征在于，所述功率器件為IGBT或MOSFET。