[发明专利]三电平变换器中点电位平衡控制系统及方法

权利要求书

1.一种三电平变换器中点电位平衡控制系统，包括：输入模块、三电平变换器、检测模块、控制模块以及输出模块，其特征在于，还包括：

交错DC/DC主电路，所述交错DC/DC主电路包含：电感，三个场效应管，分别为第一场效应管、第二场效应管以及第三场效应管，两个二极管，分别为第一二极管和第二二极管，

从所述输入模块的电源的正极通过电感连接第一场效应管的漏极，所述电源的负极连接所述第一场效应管的源极，所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的漏极并联作为一组耦合场效应管，第一场效应管的源极与第三场效应管的源极并联作为另一组耦合场效应管，

所述第二场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极连接形成节点，从所述节点分别通过所述三电平变换器的两个耦合的直流支撑电容中的正母线电容和第一二极管连接到所述第二场效应管的漏极，通过所述三电平变换器的两个耦合的直流支撑电容中的负母线电容和所述第二二极管连接到所述第三场效应管的源极，实现所述交错DC/DC主电路与所述三电平变换器的耦合；

交错DC/DC控制模块，包含一个PI调节器，控制芯片；以及

中点电压差值检测模块，包含一个电压检测电路；

其中，所述交错DC/DC控制模块与所述交错DC/DC主电路中的第一场效应管、第二场效应管以及第三场效应管的栅极连接，

所述正母线电容为连接在由所述电源正极引出的母线上，所述负母线电容为连接在由所述电源负极引出的母线上，

所述中点电压差值检测模块通过电压检测电路分别获取正母线电容以及负母线电容两端的电压值，并计算得到所述正母线电容与负母线电容的电压偏差值，即三电平变换器的中点上的电压偏差值，所述交错DC/DC控制模块的PI调节器根据所述电压偏差值生成比例积分控制量，所述交错DC/DC控制模块根据所述比例积分控制量，由所述控制芯片控制两组耦合场效应管的交替工作，对所述正母线电容和负母线电容进行能量补偿，实现控制三电平变换器的中点电位，消除电压偏差，从而保持所述三电平变换器的中点电位的平衡。

2.一种三电平变换器中点电位平衡控制方法，利用三电平变换器前级的交错DC/DC主电路以及交错DC/DC控制模块和中点电压差值检测模块实现对三电平变换器的中点电位平衡的控制，其特征在于，具有以下步骤：

（1）利用中点电压差值检测模块对三电平变换器的直流支撑电容两端的电压值进行实时监测，分别为第一电压值和第二电压值，第一电压值为正母线电容两端的电压值，第二电压值为负母线电容两端的电压值；

（2）中点电压差值检测模块计算第一电压值与第二电压值的差值，由电压检测电路求得所述两个电容两端电压之间的电压偏差值；

（3）将所述电压偏差值发送给交错DC/DC控制模块中的PI调节器，进行比例积分控制，生成比例积分控制量；

（4）当电压偏差值小于零时，所述交错DC/DC控制模块的控制芯片向交错DC/DC主电路中的第一场效应管发PWM波，向第三场效应管的栅极发送高电平从而选通工作，并根据所述比例积分控制量对所述正母线上的电容进行能量补偿，

当电压偏差值大于零时，所述交错DC/DC控制模块的控制芯片向交错DC/DC主电路中的第一场效应管发PWM波，向第二场效应管的栅极发送高电平从而选通工作，并根据所述比例积分控制量对所述负母线上的电容进行能量补偿，实现循环控制。