[发明专利]一种钳位级联倍频多电平功率变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种钳位级联倍频多电平功率变换器，包括多个级联的逆变模块，每个所述逆变模块包括一个钳位五电平H桥逆变单元；其特征在于，所述钳位五电平H桥逆变单元包括2个电容、8个IGBT及与所述IGBT反向并联的二极管，第一、第二、第三、第四IGBT串联形成左桥臂；第五、第六、第七、第八IGBT串联形成右桥臂；左桥臂、右桥臂并联；两个电容串联后，与左桥臂并联；当左桥臂第一IGBT V_i1和第二IGBT Vi₂开通时，逆变单元输出电平当左桥臂第三V_i3、第四V_i4开通时，逆变单元输出电平当左桥臂第二IGBT V_i2、第三IGBT V_i3开通时，由于二极管钳位作用，在H桥逆变单元输出端输出零电平，左桥臂第二IGBT V_i2、第三IGBT之间输出电压为三电平阶梯波；右桥臂与左桥臂原理相同，输出电压波形也为三电平阶梯波，但两者之间存在相位差，使得输出波形为五电平阶梯波。

2.一种权利要求1所述钳位级联倍频多电平功率变换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当控制周期信号使能时，DSP发出电压指令Uout，为保证H桥逆变单元中串联的IGBT不同时导通，每个H桥逆变单元的IGBT都加入开通延迟时间，保证V_i1和V_i3或V_i2和V_i4不同时导通，使得输出的电压信号存在一定偏差，为改善电压质量，在调制信号中加入死区补偿Δu，得到调制波Uref：

Uref＝U out+Δu；

2)DSP发出载波信号Ur_i，每个逆变模块的三角载波的相位差为用N个峰值1V、相位依次相差θ的三角载波Ur₁、Ur₂…Ur_N与调制波比较后得到每个逆变模块的PWM控制信号，控制H桥逆变单元左桥臂功率管的开关，其中N为逆变模块数量；

3)将调试波Uref相位偏移180°得到Uref'，将Uref'与载波信号Ur_i比较后，得到控制H桥逆变单元右桥臂控制信号，控制H桥逆变单元右桥臂功率管的开关，使得每个模块IGBT的PWM控制信号异步输出，各个模块输出的电压阶梯波串联叠加后形成多电平输出电压。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，Δu＝1.7us。