[发明专利]一种模块化多电平变换器旋转非连续控制方法

权利要求书

1.一种模块化多电平变换器旋转非连续控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、确定级联H桥个数N，电路的开关频率k，根据级联H桥个数N，确定三角载波V_c的移相角θ₁和所需要的三角载波V_c个数N，三角载波V_c是将传统三角载波中幅值为负的部分围绕其中心旋转180°，幅值为正的部分保持不变，三角载波移相角θ₁的表达式为：

S2、确定电路直流侧电压V_in，电路中阻感负载R和L；

S3、确定调制度m和钳位角度α，钳位角度α采用60°，得到旋转DPWM调制波，旋转DPWM调制波表达式为：

其中，V_Dref是由传统DPWM调制波改进而来的调制波，V_dclamp表示是一个钳位型调制波，正负半周幅值相同，且正负半周期内幅值保持恒定，用来钳位开关，使开关保持某种状态；

V_Dref表达式：

V_dclamp表达式：

在旋转DPWM调制波调制下生成相应电路拓扑的左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波，所述左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波均包括钳位部分和调制部分并分别与三角载波相比较，当左侧桥臂调制波或右侧桥臂调制波大于三角载波时，生成的驱动信号为高；当左侧桥臂调制波或右侧桥臂调制波小于三角载波时，生成的驱动信号为低，在钳位时间内，开关保持常通或者关断状态，在正常调制时间内，开关高频动作，进而驱动电路，从而完成相应调制过程；

左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波在一个周期内电路依次分为八个阶段，第一个阶段：左侧桥臂上侧开关常通，左侧桥臂下侧开关关断，右侧桥臂开关高频动作，所述第一个阶段具体电路状态过程为：左侧桥臂调制波处于钳位部分，且左侧桥臂调制波V_dL始终大于三角载波V_c，此时左侧桥臂上侧开关S₁₁处于常通状态，左侧桥臂下侧开关S₁₂处于关断状态；右侧桥臂调制波V_dR处于调制部分，此时右侧桥臂开关高频导通和关断，当右侧桥臂调制波V_dR大于三角载波V_c时，右侧桥臂下侧开关S₁₄导通，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃关断；当右侧桥臂调制波V_dR小于三角载波V_c时，右侧桥臂上侧开关S₁₃导通，同时右侧桥臂下侧开关S₁₄关断，此时第一阶段结束，第一个阶段结束后开启第二个阶段；

第二个阶段：左侧桥臂上侧开关和右侧桥臂下侧开关处于常通状态，左侧桥臂下侧开关和右侧桥臂上侧开关处于关断状态，所述第二个阶段具体电路状态过程为：左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波均处于钳位部分，左侧桥臂调制波V_dL和右侧桥臂调制波V_dR始终大于三角载波V_c，此时左侧桥臂上侧开关S₁₁处于常通状态，左侧桥臂下侧开关S₁₂处于关断状态；右侧桥臂下侧开关S₁₄导通，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃关断，此时第二阶段结束，第二个阶段结束后开启第三个阶段；

第三个阶段：左侧桥臂上侧开关和右侧桥臂下侧开关处于常通状态，左侧桥臂下侧开关和右侧桥臂上侧开关处于关断状态，所述第三个阶段具体电路状态过程为：左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波均处于钳位部分，左侧桥臂调制波V_dL和右侧桥臂调制波V_dR始终大于三角载波V_c，此时左侧桥臂上侧开关S₁₁处于常通状态，左侧桥臂下侧开关S₁₂处于关断状态；右侧桥臂下侧开关S₁₄常通状态，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃关断状态，此时第三阶段结束，第三个阶段结束后开启第四个阶段；

第四个阶段：右侧桥臂下侧开关始终保持常通状态，右侧桥臂上侧开关始终保持关断状态，左侧桥臂开关高频动作，所述第四个阶段具体电路状态过程为：右侧桥臂调制波处于钳位部分，右侧桥臂调制波V_dR始终大于三角载波V_c，右侧桥臂下侧开关S₁₄处于常通状态，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃保持关断状态，左侧桥臂调制波V_dL处于调制部分，此时左侧桥臂开关高频导通和关断，当左侧桥臂调制波V_dL大于三角载波V_c时，左侧桥臂上侧开关S₁₁导通，左侧桥臂下侧开关S₁₂关断；当左侧桥臂调制波V_dL小于三角载波V_c时，左侧桥臂上侧开关S₁₁关断，左侧桥臂下侧开关S₁₂导通，此时第四阶段结束，第四个阶段结束后开启第五个阶段；

第五个阶段：左侧桥臂下侧开关常通，左侧桥臂上侧关断，右侧桥臂高频导通和关断，所述第五个阶段具体电路状态过程为：左侧桥臂调制波处于钳位部分，且左侧桥臂调制波V_dL始终小于三角载波V_c，此时左侧桥臂上侧开关S₁₁处于关断状态，左侧桥臂下侧开关S₁₂处于常通状态；右侧桥臂调制波V_dR处于调制部分，此时右侧桥臂开关高频导通和关断，当右侧桥臂调制波V_dR大于三角载波V_c时，右侧桥臂下侧开关S₁₄导通，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃关断；当右侧桥臂调制波V_dR小于三角载波V_c时，右侧桥臂上侧开关S₁₃导通，同时右侧桥臂下侧开关S₁₄关断，此时第五阶段结束，第五个阶段结束后开启第六个阶段；

第六个阶段：左侧桥臂上侧开关和右侧桥臂下侧开关处于关断状态，左侧桥臂下侧开关和右侧桥臂上侧开关处于常通状态，所述第六个阶段具体电路状态过程为：左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波均处于钳位部分，左侧桥臂调制波V_dL和右侧桥臂调制波V_dR始终小于三角载波V_c，此时左侧桥臂上侧开关S₁₁处于关断状态，左侧桥臂下侧开关S₁₂处于常通状态；右侧桥臂下侧开关S₁₄处于关断状态，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃处于常通状态，此时第六阶段结束，第六个阶段结束后开启第七个阶段；

第七个阶段：左侧桥臂上侧开关和右侧桥臂下侧开关处于关断状态，左侧桥臂下侧开关和右侧桥臂上侧开关处于常通状态，所述第七个阶段具体电路状态过程为：左侧桥臂调制波和右侧桥臂调制波均处于钳位部分，左侧桥臂调制波V_dL和右侧桥臂调制波V_dR始终小于三角载波V_c，此时左侧桥臂上侧开关S₁₁处于关断状态，左侧桥臂下侧开关S₁₂处于常通状态；右侧桥臂下侧开关S₁₄处于关断状态，同时右侧桥臂上侧开关S₁₃处于常通状态，此时第七阶段结束，第七个阶段结束后开启第八个阶段；

第八个阶段：右侧桥臂上侧开关常通，下侧开关关断，左侧桥臂开关处于高频开通和关断，所述第八个阶段具体电路状态过程为：右侧桥臂调制波处于钳位部分，且右侧桥臂调制波V_dR始终小于三角载波V_c，右侧桥臂下侧开关S₁₄处于关断状态，右侧桥臂上侧开关S₁₃保持常通状态；此时左侧桥臂调制波V_dL处于调制部分，左侧桥臂开关高频动作，当左侧桥臂调制波V_dL大于三角载波V_c时，左侧桥臂上侧开关S₁₁导通，左侧桥臂下侧开关S₁₂关断；当左侧桥臂调制波V_dL小于三角载波V_c时，左侧桥臂上侧开关S₁₁关断，左侧桥臂下侧开关S₁₂导通，此时第八阶段结束，开始周期性循环。