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一種用于三電平全橋直流變換裝置的中點電壓平衡方法與流程

文檔序號:12181805閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種用于三電平全橋直流變換裝置的中點電壓平衡方法,所述三電平全橋直流變換裝置包括:第一輸入分壓電容Cin1、第二輸入分壓電容Cin2、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第五開關管Q5、第六開關管Q6、第七開關管Q7和第八開關管Q8、第一整流二極管DR1、第二整流二極管DR2、第三整流二極管DR3、第四整流二極管DR4、第一箝位二極管Dc1、第二箝位二極管Dc2、第三箝位二極管Dc3、第四箝位二極管Dc4、隔直電容Cb、諧振電感Lr、變壓器T、濾波電感Lf、輸出濾波電容Cf,其特征在于,所述三電平全橋直流變換裝置不包含連接在第一箝位二極管Dc1陰極和第二箝位二極管Dc2陽極兩端的飛跨電容,也不包含連接在第三箝位二極管Dc3陰極和第四箝位二極管Dc4陽極兩端的飛跨電容,所述第一輸入分壓電容Cin1和第二輸入分壓電容Cin2串聯(lián)連接在直流輸入電壓Uin之間,其中點為O,所述第一輸入分壓電容Cin1的正極和負極分別連接在直流輸入電壓Uin正極與中點O之間,所述第二輸入分壓電容Cin2的正極和負極分別連接在中點O與直流輸入電壓Uin負極之間,所述直流輸入電壓Uin正極還分別連接至第一開關管Q1的集電極和第五開關管Q5的集電極,所述直流輸入電壓Uin負極還分別連接至第四開關管Q4的發(fā)射極和第八開關管Q8的發(fā)射極,所述第一開關管Q1的發(fā)射極分別連接至第二開關管Q2的集電極和第一箝位二極管Dc1的陰極,所述第五開關管Q5的發(fā)射極分別連接至所述第六開關管Q6的集電極和所述第三箝位二極管Dc3的陰極,所述第一箝位二極管Dc1的陽極、第二箝位二極管Dc2的陰極、第三箝位二極管Dc3的陽極和第四箝位二極管Dc4的陰極都連接至中點O,所述第二開關管Q2的發(fā)射極分別連接至第三開關管Q3的集電極和諧振電感Lr的第一端,Lr的第二端連接至變壓器T的原邊第一端,所述第六開關管Q6的發(fā)射極分別連接至第七開關管Q7的集電極和隔直電容Cb的第一端,隔直電容Cb的第二端連接至變壓器T的原邊第二端,所述第三開關管Q3的發(fā)射極分別連接至第二箝位二極管Dc2的陽極和第四開關管Q4的集電極,所述第七開關管Q7的發(fā)射極分別連接至第四箝位二極管Dc4的陽極和第八開關管Q8集電極,

變壓器T的副邊第一端分別連接至第一整流二極管DR1陽極和第二整流二極管DR2的陰極,變壓器T的副邊第二端分別連接至第三整流二極管DR3的陽極和第四整流二極管DR4的陰極,第一整流二極管DR1的陰極分別連接第三整流二極管DR3的陰極和濾波電感Lf的第一端,電感Lf的第二端連接至輸出濾波電容Cf的正極,并作為輸出電壓的正極,第二整流二極管DR2的陽極分別連接第四整流二極管DR4的陽極和輸出濾波電容Cf的負極,并作為輸出電壓的負極,

所述控制方法包括下述步驟:

((1)、分別將用于控制第一至第八開關管的控制信號G1、G2、……、G8輸送至三電平全橋直流變換裝置中相應開關管Q1、Q2、……、Q8,其中,控制信號G2、G3、G6、G7的導通時間固定為小于1/2開關周期的一預定時間段——固定時間T,控制信號G1、G4、G5、G8的最大導通時間小于所述固定時間T;

(2)、設置所述控制信號G2、G3、G6、G7使得內(nèi)管第二開關管Q2和第三開關管Q3互補導通,第六開關管Q6和第七開關管Q7互補導通;

(3)、設置所述控制信號G1、G2、……、G8使得第一開關管Q1、第二開關管Q2、第七開關管Q7和第八開關管Q8同時導通,第三開關管Q3、第三開關管Q4、第五開關管Q5和第六開關管Q6同時導通;

(4)、設置所述控制信號G4與G1的開通時刻相差1/2個開關周期,G5與G8的開通時刻相差1/2個開關周期,G2與G3的開通時刻相差1/2個開關周期,G6與G7的開通時刻相差1/2個開關周期;

(5)、采樣獲得直流輸入電壓Uin正極與中點O之間的第一電容電壓uCin1以及中點O與直流輸入電壓Uin負極之間的第二電容電壓uCin2

(6)、判斷第一電容電壓uCin1與第二電容電壓uCin2之間的大小關系;

(7)、當uCin1>uCin2時,同時增加控制信號G1和G8的導通時間,或者同時減少控制信號G4和G5的導通時間,導通時間變化量Δt=Δv×(kp+ki/s),其中,Δv為uCin1和uCin2的電壓偏差,其等于uCin1–uCin2,對輸入電容電壓偏差Δv進行比例積分,kp和ki為對輸入電容電壓偏差Δv進行比例積分所采用的比例和積分系數(shù);

(8)、當uCin1<uCin2時,同時減小控制信號G1和G8的導通時間,或者同時增加控制信號G4和G5的導通時間,導通時間變化量同樣為Δt=Δv×(kp+ki/s);

(9)、控制信號G1和G8的導通時間等于Ton+Δt,控制信號G4和G5的導通時間等于Ton–Δt,其中,Ton由輸出電壓給定與輸出電壓反饋的誤差調(diào)節(jié)信號得到,大小為Ton=(Uoref–Uof)×(kp1+ki1/s),其中Uoref為輸出電壓給定信號,Uof為輸出電壓Uo的采樣反饋信號,其中,對輸出電壓給定與輸出電壓反饋的誤差進行比例積分,kp1和ki1為對輸出電壓給定與輸出電壓反饋的誤差進行比例積分所采用的比例和積分系數(shù);

(10)、對控制信號G1、G4、G5、G8最終導通時間進行限幅,保證導通時間都一直小于控制信號G2、G3、G6、G7的導通時間。

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