[发明专利]一种基于混合载波的多电平PWM调制方法

摘要

本发明公开了一种基于混合载波的多电平PWM调制方法。该方法首先将基准正弦信号v_ref取绝对值得高压单元的调制信号v_m(abs)，进而通过比较和运算得低压单元的调制信号v_m(LVC)。高压单元的调制信号与频率为f₂的三角载波信号v_trb比较得逻辑脉冲信号B，同时与电压参考信号v_rh比较得逻辑脉冲信号P。低压单元的调制信号分别与频率为f₁的三角载波信号v_tra和v_trc比较得逻辑脉冲信号A和C。基准正弦信号与零电压比较得极性脉冲信号D。然后将这四个逻辑脉冲信号和极性脉冲信号经过驱动逻辑分配单元来产生一种优化的PWM驱动信号。本发明方法不存在功率倒灌问题，并且优化了逆变器高低压单元的等效开关频率。

主权项

一种基于混合载波的多电平PWM调制方法，其特征在于：该方法的实现电路包括调制波发生单元U1、逻辑脉冲发生单元U2和驱动逻辑分配单元U3三部分，其中调制波发生单元U1由基准正弦信号v_ref、电压参考信号v_rh、全波整流电路Abs、一个比较器T₁、比例运算电路K和求和电路J组成；逻辑脉冲发生单元U2由四个比较器T₂～T₅和三角载波信号v_tra，三角载波信号v_trb，三角载波信号v_trc组成；驱动逻辑分配单元U3由七个双输入与门Y₁～Y₇、四个双输入或门Z₁～Z₄和七个非门X₁～X₇组成，基准正弦信号v_ref接全波整流电路Abs的输入端，全波整流电路Abs的输出端为高压单元的调制信号v_m(abs)，高压单元的调制信号v_m(abs)接入比较器T₁的正相输入端，电压参考信号v_rh接入比较器T₁的反相输入端，比较器T₁的输出端为逻辑脉冲信号P，逻辑脉冲信号P接入比例运算电路K的输入端，比例运算电路K的输出信号与高压单元的调制信号v_m(abs)同时接入求和电路J，经过差运算得到低压单元的调制信号v_m(LVC)，高压单元的调制信号v_m(abs)接入比较器T₂的正相输入端，三角载波信号v_trb接入比较器T₂的反相输入端；低压单元的调制信号v_m(LVC)分别接入比较器T₃和T₄的正相输入端，三角载波信号v_trc接入比较器T₃的反相输入端，三角载波信号v_tra接入比较器T₄的反相输入端；基准正弦信号v_ref接入比较器T₅的正相输入端，比较器T₅的反相输入端接零参考电位，比较器T₅输出的极性脉冲信号D作为开关管Q₂₁的驱动信号，比较器T₅输出端接非门X₃后的输出信号作为开关管Q₂₂的驱动信号；比较器T₂输出的逻辑脉冲信号B和极性脉冲信号D接与门Y₃的两个输入端，比较器T₂的输出端经非门X₁后和开关管Q₂₂的驱动信号接与门Y₅的两个输入端，与门Y₃的输出端和与门Y₅的输出端接或门Z₃的两个输入端，或门Z₃的输出信号作为开关管Q₂₄的驱动信号，或门Z₃的输出端接非门X₅后的输出信号作为开关管Q₂₃的驱动信号；比较器T₄输出的逻辑脉冲信号A和极性脉冲信号D接与门Y₁的两个输入端，比较器T₄的输出端经非门X₂后和开关管Q₂₂的驱动信号接与门Y₂的两个输入端，与门Y₁的输出端和与门Y₂的输出端接或门Z₂的两个输入端，或门Z₂的输出信号作为开关管Q₁₁的驱动信号，或门Z₂的输出端接非门X₇后的输出信号作为开关管Q₁₂的驱动信号；比较器T₂的输出端经非门X₁后和比较器T₁输出的逻辑脉冲信号P接或门Z₁的两个输入端，比较器T₃输出的逻辑脉冲信号C和或门Z₁的输出端接与门Y₄的两个输入端，与门Y₄的输出端和比较器T₅的输出端接与门Y₇的两个输入端，与门Y₄的输出端经非门X₄后和开关管Q₂₂的驱动信号接与门Y₆的两个输入端，与门Y₇的输出端和与门Y₆的输出端接或门Z₄的两个输入端，或门Z₄的输出信号作为开关管Q₁₄的驱动信号，或门Z₄的输出端接非门X₆后的输出信号作为开关管Q₁₃的驱动信号。