[發明專利]基于并聯驅動器拓撲結構的共模電壓消除方法

有效

• 申請號: 202011609628.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112803818B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 譚博;代佳偉;陳超波;倪志浩
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/12;H02M1/088
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞

1.一種基于并聯驅動器拓撲結構的共模電壓消除方法，其特征在于，包括有以下步驟：

步驟1：建立拓撲結構：所述拓撲結構源于并聯組成的兩個驅動器，兩個驅動器產生的電壓大小相等，方向相反；每個驅動器都順序并接有三個橋臂A、B、C，橋臂按A、B、C順序相互并聯在1/2U和-1/2U電路端間；每個橋臂包括有MOSFET N型開關管、二極管、扼流圈、電容器和電感器，由MOSFET N型開關管和二極管并聯組成的開關單元，兩個開關單元以串聯形式接在每個橋臂上，由MOSFET N型和二極管并聯組成的開關單元以串聯形式分布在每個橋臂上，在兩個驅動器各自橋臂A、B的兩個開關單元之間的連接節點均依次串接有扼流圈、電感器，并分別接在第1、2節點；在兩個驅動器各自橋臂C的兩個開關單元之間的連接節點均依次串接有電感器，并接在電路第3節點；在電路第1、2、3節點上均又并分別接有相同電感量的電感，形成各自的支路，共同連接到電路第4節點，第4節點為共模電壓接地點；總體形成消除并聯驅動器共模電壓的拓撲結構的橋臂按A、B、C順序相互并聯在1/2U和-1/2U電路端間；

步驟2：繪制驅動器的拓撲電壓矢量圖：根據并聯驅動器共模電壓的拓撲結構，將每個驅動器的三個橋臂上由MOSFET N型開關管和二極管并聯組成的開關單元，定義A橋臂1/2U電壓端間的開關單元為1、C橋臂-1/2U電路端間的開關單元為2、B橋臂1/2U電壓端間的開關單元為3、A橋臂-1/2U電壓端間的開關單元為4、C橋臂1/2U電壓端間的開關單元為5、B橋臂-1/2U電壓端間的開關單元為6；每個開關單元的開關狀態以1或0表示；每個驅動器總共有八種狀態，國際規定除去000和111狀態后，其余六個狀態組成了六個不同的扇區，每個扇區的角度都為60°，其中水平正方向的矢量表示為100，以逆時針方向旋轉，以60°為間隔，其余矢量依次為110、010、011、001、101，形成了六個角度均為60°的扇區，矢量100與110間為第一扇區，矢量110與010間為第二扇區，依次類推；兩個驅動器具有同樣的拓撲電壓矢量圖；

步驟3：設定共模電壓消除的假設條件：假設給定電壓在第一扇區，則給定電壓在第一扇區以及與第一扇區相鄰的兩個扇區的相關矢量參與分解，設定給定電壓作用在矢量100上的作用時間為x₁，設定給定電壓作用在矢量110上的作用時間為x₂，設定給定電壓作用在矢量010上的作用時間為x₃，設定給定電壓作用在矢量101上的作用時間為x₄；消除共模電壓的假設條件為：x₁+x₃＝x₂+x₄；

步驟4：對給定電壓在并聯驅動器的不同扇區進行矢量分解，得到不同扇區的作用時間：根據驅動器六個扇區的拓撲電壓矢量圖，在每個扇區內對給定電壓進行分解，求出不同扇區給定電壓的作用時間；

步驟5：對所有的作用時間進行重新分布，繪制波形圖，得到開關時間：假設給定電壓在第一扇區，則給定電壓在第一扇區以及與第一扇區相鄰的兩個扇區的相關矢量參與分解，得到在兩相靜止坐標系αβ下的電壓矢量U_α、U_β；電壓矢量作為調制波計算模塊的輸入，產生波形，對第一扇區以及與第一扇區相鄰的兩個扇區的相關矢量進行重新分布，進行調制，觀察波形圖，得到基于并聯驅動器拓撲結構的開關時間a₁＝x₂+x₃+x₄、a₂＝Not a₁ or x₂、a₃＝Not a₂ and x₂+x₄；依次類推，每個扇區都有相同的計算，得到基于并聯驅動器拓撲結構的開關時間a₁、a₂、a₃；

步驟6：完成并聯驅動器的共模電壓消除：根據六個扇形區域的重新分布繪制的開關時間波形圖，對開關時間進行調制，驗證假設x₁+x₃＝x₂+x₄成立，實現了共模電壓的消除。