[發明專利]級聯脈沖寬度調制轉換器控制

在審

• 申請號: 202080021167.X
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN113544964A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: M·施維澤;T·蓋爾;I·蘇馬斯
• 申請（專利權）人: ABB瑞士有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/49;H02M1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;劉春元

一種電轉換器（10）包括用于生成第一輸出電壓（u_1abc）的主轉換器（12）和用于將第一輸出電壓（u_1abc）轉換為第二輸出電壓（u_2abc）的轉換器單元（14a）。一種用于操作電轉換器（10）的方法，包括：接收用于電轉換器（10）的參考電壓（v^*_abc）；采用第一調制頻率對參考電壓（v^*_abc）進行脈沖寬度調制，以用于為主轉換器（12）生成第一開關信號（s_1abc）；采用第一開關信號（s_1abc）對主轉換器（12）進行開關，以生成第一輸出電壓（u_1abc）；從第一開關信號（s_1abc）估計第一輸出電壓（v_1abc）；通過從參考電壓（v^*_abc）中減去估計的第一輸出電壓（v_1abc）來確定電壓誤差（v^*_2abc）；采用高于第一調制頻率的第二調制頻率對電壓誤差（v^*_2abc）進行脈沖寬度調制，以用于為轉換器單元（14a）生成另外的開關信號（s_2abc、s_3abc）；并且采用另外的開關信號（s_2abc、s_3abc）對轉換器單元（14a）進行開關以生成第二輸出電壓（u_2abc）。

技術領域

本發明涉及用于操作電轉換器的方法以及涉及電轉換器。

背景技術

在中壓應用中，由于諸如IGBT和IGCT之類的Si基中壓開關的高開關損耗，功率轉換器傳統地在幾百赫茲范圍中在相當低的開關頻率下操作。最近，具有高阻斷電壓和可能的快速開關速度的SiC基開關的引入已經引起下列期望：這些開關在不久的將來也可應用在中壓轉換器中。

在低壓應用中，已經存在具有高達1.7kV的阻斷電壓的SiC MOSFET的顯著改進。由于2級半橋模塊的低換向回路電感，非常高的開關速度可能是可行的，并且約24kHz的開關頻率可變得常見。然而，與相當的Si IGBT模塊相比，SiC模塊仍然更昂貴。

US2014016380A1描述多電平電壓轉換器，其包括多點轉換器電路和至少一個全橋逆變器電路。多點轉換器電路被配置用于將DC電壓轉換為中間多電平電壓。全橋逆變器電路與多點轉換器電路串聯電連接，并且被配置用于接收中間多電平電壓，以生成對應于單相輸出的多電平輸出電壓。

WO2018/172329A1涉及逆變器，所述逆變器包括第一逆變器級和第二逆變器級，所述第一逆變器級具有第一開關頻率，所述第二逆變器級連接到所述第一逆變器級并且具有高于所述第一開關頻率的第二開關頻率。用于第二逆變器級的開關信號通過下列來生成：通過從用于逆變器的參考電壓中減去第一逆變器級的估計的輸出電壓來計算電壓誤差；并且采用調制頻率對電壓誤差進行脈沖寬度調制，所述調制頻率高于用于為第一逆變器級生成開關信號的調制頻率。

WO2018/029303A1涉及用于控制兩電平轉換器系統的方法。所述方法包括：采用第一控制器級確定用于轉換器系統的輸出電壓參考；基于輸出電壓參考采用第一控制器級生成用于主轉換器的開關命令；并且采用第二控制器級生成用于浮動轉換器單元的開關命令，所述浮動轉換器單元連接到主轉換器的輸出。

發明內容

本發明的目的是要提供具有低損耗的經濟的轉換器。

這個目的由獨立權利要求的主題來實現。另外的示范實施例根據從屬權利要求和下文的描述是明顯的。

本發明的第一方面涉及用于操作電轉換器的方法。例如，所述方法可由電轉換器的控制器來執行。本發明的另外的方面涉及電轉換器，其適于和/或配置用于執行所述方法。

電轉換器包括用于生成第一輸出電壓的主轉換器和用于將第一輸出電壓轉換為第二輸出電壓的轉換器單元。