本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種I型三電平電路的控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前，各種I型電平電路憑借其高效的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。圖1所示即為一種常見(jiàn)的I型三電平電路，包括開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4、鉗位二極管Dc1和Dc2、電感L、母線電容Co+和Co-；二極管D1、D2、D3和D4分別為開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4的體二極管或者外置的反并聯(lián)二極管，電容Coss1、Coss2、Coss 3和Coss 4分別為開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4的等效結(jié)電容；電容Cdc1和Cdc2分別為鉗位二極管D1和D2的等效結(jié)電容；其中：

開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4順次相連構(gòu)成高頻橋臂，母線電容Co+和Co-串聯(lián)后并聯(lián)于該高頻橋臂的兩端，該高頻橋臂的兩端即為該I型三電平電路的直流接線端；該高頻橋臂的中點(diǎn)即開(kāi)關(guān)管S2和S3的接線節(jié)點(diǎn)連接電感L的一端，該電感L的另一端即為該I型三電平電路的交流接線端；開(kāi)關(guān)管S1和S2的接線節(jié)點(diǎn)通過(guò)串聯(lián)的鉗位二極管Dc1和Dc2連接開(kāi)關(guān)管S3和S4的接線節(jié)點(diǎn)；鉗位二極管Dc1和Dc2的接線節(jié)點(diǎn)、母線電容Co+和Co-的接線節(jié)點(diǎn)相連后接地。

具體的，開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4可以為MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)，如圖2所示；開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4也可以為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等可控開(kāi)關(guān)管，在此不再圖示說(shuō)明。

圖1所示的I型三電平電路，在交流接線端電壓U_N的正半周，開(kāi)關(guān)管S1為續(xù)流開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管S2處于導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管S3為主開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管S4 處于關(guān)斷狀態(tài)；在交流接線端電壓U_N的負(fù)半周，開(kāi)關(guān)管S1處于關(guān)斷狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管S2為主開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管S4為續(xù)流開(kāi)關(guān)管。

現(xiàn)有技術(shù)中，I型三電平電路較為常用的控制方法為電感電流連續(xù)導(dǎo)通模式控制，如CRM(Critical Conduction Mode，臨界導(dǎo)電模式)控制等。然而這種控制方法不能實(shí)現(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，造成電路損耗較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種I型三電平電路的控制方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的高頻橋臂開(kāi)關(guān)管無(wú)法實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種I型三電平電路的控制方法，包括：

針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，還包括：

確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種I型三電平電路的控制方法，包括：

針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂 上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，還包括：

確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種I型三電平電路的控制裝置，包括：

檢測(cè)單元，用于針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

控制單元，用于在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，所述控制單元，還用于在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種I型三電平電路的控制裝置，包括：

檢測(cè)單元，用于針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

控制單元，用于在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若 檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，所述控制單元，還用于在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方案中，在高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管和該主開(kāi)關(guān)管保持當(dāng)前狀態(tài)直到該高頻橋臂連接的電感的電流反向，才控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于該反向電流的存在，可以實(shí)現(xiàn)主開(kāi)關(guān)管和續(xù)流開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，即實(shí)現(xiàn)了高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖2為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制方法的流程示意圖之一；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制方法的流程示意圖之二；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路中高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)示意圖；

圖6(a)為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的工作狀態(tài)示意圖之一；

圖6(b)為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的工作狀態(tài)示意圖之二；

圖6(c)為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的工作狀態(tài)示意圖之三；

圖6(d)為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的工作狀態(tài)示意圖之四；

圖6(e)為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的工作狀態(tài)示意圖之五；

圖6(f)為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的工作狀態(tài)示意圖之六；

圖7為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之三；

圖8為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之四；

圖9為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之五；

圖10為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之六；

圖11為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之七；

圖12為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之八；

圖13為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之九；

圖14為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之十；

圖15為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之十一；

圖16為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之十二；

圖17為I型三電平電路的結(jié)構(gòu)示意圖之十三；

圖18為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖19為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖20為本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制裝置的應(yīng)用示意圖。

具體實(shí)施方式

為了給出I型三電平電路中高頻橋臂開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通的實(shí)現(xiàn)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種I型三電平電路的控制方法及裝置，結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí) 施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種I型三電平電路的控制方法，如圖3所示，可以包括如下步驟：

步驟301、針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

步驟302、在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

即延長(zhǎng)續(xù)流開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，使I型三電平電路中出現(xiàn)一個(gè)反向電流，在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周，該反向電流為一個(gè)負(fù)向電流；由于該負(fù)向電流的存在，在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周可以實(shí)現(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。

由于現(xiàn)有技術(shù)中，I型三電平電路較為常用的電感電流連續(xù)導(dǎo)通模式控制，如CRM(Critical Conduction Mode，臨界導(dǎo)電模式)控制，在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值小于直流接線端電壓的一半時(shí)，是能夠?qū)崿F(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通的，是在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半時(shí)，不能夠?qū)崿F(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通。

因此，可以在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半時(shí)，才采用本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法；在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值小于直流接線端電壓的一半時(shí)，仍采用現(xiàn)有技術(shù)的控制方法。

即步驟302中，在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，還包括：確定I型三電平 電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種I型三電平電路的控制方法，如圖4所示，可以包括如下步驟：

步驟401、針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

步驟402、在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

即延長(zhǎng)續(xù)流開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，使I型三電平電路中出現(xiàn)一個(gè)反向電流，在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周，該反向電流為一個(gè)正向電流；由于該正向電流的存在，在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周可以實(shí)現(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。

可選的，在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，還包括：確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

當(dāng)然，在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值小于直流接線端電壓的一半時(shí)，也可以采用本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法。

即在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半時(shí)，需要反向電流才能夠?qū)崿F(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通；在I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值小于直流接線端電壓的一半時(shí)，反向電流可有可無(wú)，均可實(shí)現(xiàn)高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。

本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法中，上述步驟301、步驟401檢測(cè)電感電流，可以直接采樣電感電流，也可以采樣開(kāi)關(guān)管電流，通過(guò)計(jì)算得到電感電流。

本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法，可以但不限于應(yīng)用于圖1、圖2所示的I型三電平電路。下面就以圖2所示的I型三電平電路為例，對(duì)采用本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法的I型三電平電路的工作狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。

在圖2所示的I型三電平電路的交流接線端電壓U_N的正半周，開(kāi)關(guān)管S1為續(xù)流開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管S2處于導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管S3為主開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管S4處于關(guān)斷狀態(tài)?？紤]到死區(qū)時(shí)間，開(kāi)關(guān)管S1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgs1、開(kāi)關(guān)管S2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgs2、開(kāi)關(guān)管S3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgs3和開(kāi)關(guān)管S4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vgs4如圖5所示，IL為開(kāi)關(guān)管S1、S2、S3和S4構(gòu)成的高頻橋臂連接的電感L的電流，IRMAX為預(yù)設(shè)負(fù)向電流，t0～t5時(shí)段為一個(gè)開(kāi)關(guān)周期。

t0～t1時(shí)段，主開(kāi)關(guān)管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1處于關(guān)斷狀態(tài)，圖2所示I型三電平電路的工作狀態(tài)如圖6(a)所示，負(fù)向的電感電流逐漸減小到0，電感電流方向由負(fù)向轉(zhuǎn)變?yōu)檎?，且正向的電感電流逐漸增大。

t1～t2時(shí)段，主開(kāi)關(guān)管S3和續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1均處于關(guān)斷狀態(tài)，該時(shí)段為主開(kāi)關(guān)管S3和續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1互補(bǔ)導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間T_XZ1，圖2所示I型三電平電路的工作狀態(tài)如圖6(b)所示，續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1的等效結(jié)電容Coss1放電，主開(kāi)關(guān)管S3的等效結(jié)電容Coss3、鉗位二極管Dc1的等效結(jié)電容Cdc1充電，正向的電感電流逐漸減小。

t2～t3時(shí)段，主開(kāi)關(guān)管S3處于關(guān)斷狀態(tài)，續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1處于導(dǎo)通狀態(tài)，圖2所示I型三電平電路的工作狀態(tài)如圖6(c)所示，正向的電感電流逐漸減小到0。

顯然，t2時(shí)刻續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1的開(kāi)通為零電壓開(kāi)通。

t3～t4時(shí)段，主開(kāi)關(guān)管S3繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)，續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)，圖2所示I型三電平電路的工作狀態(tài)如圖6(d)所示，電感電流的方向由正向轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)向，且負(fù)向的電感電流逐漸增大，達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流IRMAX。

t4～t5時(shí)段，主開(kāi)關(guān)管S3和續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1均處于關(guān)斷狀態(tài)，該時(shí)段包括 兩個(gè)子時(shí)段：

第一個(gè)子時(shí)段為主開(kāi)關(guān)管S3和續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1互補(bǔ)導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間T_XZ2，此時(shí)，圖2所示I型三電平電路的工作狀態(tài)如圖6(e)所示，續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1的等效結(jié)電容Coss1、鉗位二極管Dc2的等效結(jié)電容Cdc2充電，主開(kāi)關(guān)管S3的等效結(jié)電容Coss3放電；

第二個(gè)子時(shí)段為反向時(shí)間T_F，此時(shí)，圖2所示I型三電平電路的工作狀態(tài)如圖6(f)所示，負(fù)向的電感電流逐漸減小。

顯然，t0時(shí)刻主開(kāi)關(guān)管S3的開(kāi)通為零電壓開(kāi)通。

具體的，t4～t5時(shí)段中的反向時(shí)間T_F可以基于下述公式確定：

其中，U_O為圖2所示I型三電平電路的直流接線端電壓。

即t4～t5時(shí)段的長(zhǎng)度可確定，各時(shí)段中，還需要確定t0～t1時(shí)段、t2～t3時(shí)段以及t3～t4時(shí)段的長(zhǎng)度。開(kāi)關(guān)周期已知時(shí)，若確定了t0～t1時(shí)段和t3～t4時(shí)段的長(zhǎng)度，則可確定出t2～t3時(shí)段的長(zhǎng)度。

t0～t1時(shí)段和t3～t4時(shí)段的長(zhǎng)度有無(wú)數(shù)組合；t0～t1時(shí)段的長(zhǎng)度越短，t3～t4時(shí)段的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電感電流越小，使得電感損耗越?。籺0～t1時(shí)段的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，t3～t4時(shí)段的長(zhǎng)度越短，主開(kāi)關(guān)管S3的關(guān)斷電流越小，使得主開(kāi)關(guān)管S3的關(guān)斷損耗越小。所以實(shí)際實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景的要求來(lái)確定t0～t1時(shí)段和t3～t4時(shí)段的長(zhǎng)度。

通過(guò)上述電路工作狀態(tài)的描述可見(jiàn)，在圖2所示的I型三電平電路的交流接線端電壓U_N的正半周，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)主開(kāi)關(guān)管S3的零電壓開(kāi)通，消除續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1對(duì)應(yīng)的二極管D1的反向恢復(fù)損耗，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)續(xù)流開(kāi)關(guān)管S1的零電壓開(kāi)通和近似零電流關(guān)斷。

在圖2所示的I型三電平電路的交流接線端電壓U_N的負(fù)半周，開(kāi)關(guān)管S1處于關(guān)斷狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管S2為主開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管S3處于導(dǎo)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管S4為續(xù)流開(kāi)關(guān)管。電路的工作狀態(tài)與交流接線端電壓U_N的正半周類似，在此不 再詳述。

在圖2所示的I型三電平電路的交流接線端電壓U_N的負(fù)半周，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)主開(kāi)關(guān)管S2的零電壓開(kāi)通，消除續(xù)流開(kāi)關(guān)管S4對(duì)應(yīng)的二極管D4的反向恢復(fù)損耗，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)續(xù)流開(kāi)關(guān)管S4的零電壓開(kāi)通和近似零電流關(guān)斷。

可見(jiàn)，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制方法，在高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管和該主開(kāi)關(guān)管保持當(dāng)前狀態(tài)直到該高頻橋臂連接的電感的電流反向，才控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，由于該反向電流的存在，實(shí)現(xiàn)了高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，減小了電路損耗，提高了電路效率。

圖7-圖9所示的I型三電平電路為圖2所示I型三電平電路的變型電路，本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法，也可以應(yīng)用于圖7-圖9所示的I型三電平電路。

本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法，還可以應(yīng)用于圖10、圖11所示的交錯(cuò)并聯(lián)I型三電平電路。

圖10、圖11所示的交錯(cuò)并聯(lián)I型三電平電路相比于圖1、圖2、圖7-圖9所示的I型三電平電路，可以減小電路的輸入電流紋波，同時(shí)改善電路的THDi(Total Harmonic Distributuion，總諧波含量)和PF(Power Factor，功率因數(shù))。為了保證各電感電流的平均分配，在控制中可以增加均流控制環(huán)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法，還可以應(yīng)用于圖12-圖15所示的多態(tài)開(kāi)關(guān)I型三電平電路，

圖12-圖15所示的多態(tài)開(kāi)關(guān)I型三電平電路中采用耦合電感或者電壓器進(jìn)行自動(dòng)均流，相比于圖10、圖11所示的交錯(cuò)并聯(lián)I型三電平電路，具有交錯(cuò)并聯(lián)I型三電平電路的優(yōu)點(diǎn)，并且不存在交錯(cuò)并聯(lián)I型三電平電路不均流的問(wèn)題。

上述圖1、圖2、圖7-圖15中的I型三電平電路均為單相I型三電平電路，本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法也可以應(yīng)用于各種三相I型三電平電路，例如圖 16所示的三相I型三電平電路。

上述圖1、圖2、圖7-圖16中的I型三電平電路均為I型三電平整流電路，本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法也可以應(yīng)用于各種I型三電平逆變電路，例如圖17所示的I型三電平逆變電路。

當(dāng)然本發(fā)明實(shí)施例提供的控制方法也可以應(yīng)用于其它I型三電平電路中，在此不再舉例。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制方法，相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種I型三電平電路的控制裝置，如圖18所示，包括：

檢測(cè)單元1801，用于針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

控制單元1802，用于在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周，當(dāng)該電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，控制單元1802，還用于在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制方法，相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種I型三電平電路的控制裝置，如圖19所示，包括：

檢測(cè)單元1901，用于針對(duì)I型三電平電路中每個(gè)處于工作狀態(tài)的高頻橋臂連接的電感，檢測(cè)該電感電流；

控制單元1902，用于在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周，當(dāng)該 電感連接的高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到該電感電流未達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)；若檢測(cè)到該電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流，則控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，控制單元1902，還用于在控制該處于導(dǎo)通狀態(tài)的續(xù)流開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、該處于關(guān)斷狀態(tài)的主開(kāi)關(guān)管繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)之前，確定I型三電平電路的交流接線端電壓的瞬時(shí)值大于等于直流接線端電壓的一半。

各單元的具體功能可以參見(jiàn)前述I型三電平電路的控制方法實(shí)施例，在此不再詳述。

進(jìn)一步的，圖18所示控制裝置功能和圖19所示控制裝置功能可以由同一個(gè)控制裝置實(shí)現(xiàn)。

此時(shí)，圖18中檢測(cè)單元1801功能和圖19中檢測(cè)單元1901功能由同一個(gè)檢測(cè)單元實(shí)現(xiàn)，圖18中控制單元1802功能和圖19中控制單元1902功能由同一個(gè)控制單元實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的控制裝置，可以應(yīng)用于圖2所示的I型三電平電路，如圖20所示；也可以應(yīng)用于圖7-圖17等I型三電平電路，在此不再圖示說(shuō)明。

實(shí)際實(shí)施時(shí)，圖18-圖20中控制單元可以通過(guò)DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理器)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器)/FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)、開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的聯(lián)合工作實(shí)現(xiàn)。當(dāng)控制算法比較簡(jiǎn)單時(shí)，也可以不使用CPLD/FPGA。

即控制單元的具體實(shí)現(xiàn)方式，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行具體確定，本發(fā)明對(duì)此不做具體限定。

綜上所述，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的I型三電平電路的控制方案，在I型三電平電路的交流接線端電壓的正半周，高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通 狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管和該主開(kāi)關(guān)管保持當(dāng)前狀態(tài)直到該高頻橋臂連接的電感的電流反向，電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)向電流時(shí)，才控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；在I型三電平電路的交流接線端電壓的負(fù)半周，高頻橋臂上的續(xù)流開(kāi)關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)、主開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管和該主開(kāi)關(guān)管保持當(dāng)前狀態(tài)直到該高頻橋臂連接的電感的電流反向，電感電流達(dá)到預(yù)設(shè)正向電流時(shí)，才控制該續(xù)流開(kāi)關(guān)管關(guān)斷、該主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；由于反向電流的存在，實(shí)現(xiàn)了高頻橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，減小了電路損耗，提高了電路效率。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處 理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明實(shí)施例的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。