[发明专利]三电平变换器中点电位平衡控制系统及方法

摘要

本发明涉及一种三电平变换器中点电位平衡控制系统及方法。包括一个交错DC/DC主电路作为前级电路，并由下述步骤达到中点电位平衡的控制：实时检测三电平变换器中点上的电压获取电压偏差值；对所述电压偏差值进行比例积分控制处理，生成控制量；根据所述控制量采用交错DC/DC控制方法对三电平直流支撑电容进行交错控制，以控制三电平中点电位平衡。通过采用三电平变换器中点电位平衡控制方法对三电平直流支撑电容进行交错控制，能够迅速抑制三电平变换器中点的电压偏差，保持三电平变换器中点平衡，从而保证了三电平拓扑电路的稳定性。该方法无论电压偏差大、小，均可以迅速有效地控制，并且控制方法简单，容易实现。

主权项

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。