CN111740627B - 非桥式多电平变换装置及其控制方法 - Google Patents

非桥式多电平变换装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种非桥式多电平变换装置，设置在直流电压源Vdc与负载之间，包括正向桥臂、反向桥臂、中间桥臂、反串桥臂、电容C1和反向桥臂；所述中间桥臂、反串桥臂和电容C1构成开关电容单元，所述开关电容单元的数量可扩展，通过在不同工作模态下的切换，实现多电平输出，同时，不会随着输出电压的增高导致开关管承受的电压应力过大，开关管承受的最大电压应力不超过直流侧输入电压，解决中高压场合下的应用难题。

Description

非桥式多电平变换装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子与电能变换、新能源发电和配电等领域，具体的说，涉及了一种非桥式多电平变换装置及其控制方法。
背景技术
多电平变换器由直流电源、有源开关和功率二极管等元件组成，可以产生具有低总谐波失真的电压波形，在光伏发电等能源转换系统中发挥着重要作用。
传统的多电平变换器一般分为二极管钳位型、飞跨电容型和级联H桥型。其中二极管钳位型和飞跨电容型多电平变换器分别使用大量钳位二极管和钳位电容来提高输出电平数量，但是，其电路结构复杂，增加了控制难度。级联型多电平变换器通过串联H桥可以输出更多的电平，但需要大量的开关管和独立的直流电源。
在光伏发电等可再生能源发电等许多低输入直流电压的应用中，需要输出较高的交流电压，通过在变换器交流侧加入变压器可以提升输出电压，但会致使变换器的体积和重量增大。
目前的方法是，将开关电容技术引入变换拓扑中，通过开关器件和电容的组合，可以实现多电平输出，具有效率高、电压增益大、体积小等优点，但是，这些变换器都需要通过加入H桥来改变输出电压的极性，变换器开关器件上所承受的最大电压应力随着输出电压增益的提高而增大，限制了变换器的实际应用。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种开关管的最大电压应力不超过直流侧输入电压且不随电压增益的增大而变大、具有拓扑能力、适应于中高压场合的非桥式多电平变换装置及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种非桥式多电平变换装置，设置在直流电压源Vdc与负载之间，包括正向桥臂、反向桥臂、中间桥臂、反串桥臂、电容C1和反向桥臂；
所述正向桥臂包括串联的开关管S1和开关管S2，所述开关管S1的集电极和所述开关管S2的发射极连接且中点位置用于连接负载的一端，所述开关管S1的发射极连接直流电压源Vdc的负极，所述开关管S2的集电极连接直流电压源Vdc的正极；
所述中间桥臂包括开关管S12、开关管S13和开关管S14，所述开关管S12的集电极连接直流电压源Vdc的正极，所述开关管S13的发射极、所述开关管S14的集电极和所述开关管S12的发射极连接到一起，所述开关管S13的集电极连接电容C1的正极；
所述反串桥臂包括开关管S11、开关管S15和开关管S16，所述开关管S11的发射极分别连接开关管S1的发射极和直流电压源Vdc的负极，所述开关管S15的发射极、开关管S11的集电极和开关管S14的发射极连接到一起，所述开关管S15的集电极连接开关管S16的集电极，所述开关管S16的发射极与电容C1的负极连接；
所述反向桥臂包括串联的开关管S3和开关管S4，所述开关管S3的发射极和所述开关管S4的集电极连接且中点位置用于连接负载的另一端，所述开关管S3的集电极连接电容C1的正极，所述开关管S4的发射极分别连接电容C1的负极和开关管S16的发射极；
所述中间桥臂、反串桥臂和电容C1构成开关电容单元。
基上所述，所述直流电压源Vdc和反向桥臂之间设置至少两个所述的开关电容单元。
一种基于所述的非桥式多电平变换装置的控制方法，包括5种工作模态的切换；
工作模态Ⅰ
设置：所述开关电容单元的开关管S12、开关管S14、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S1导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为+2Vdc；
工作模态Ⅱ
设置：所述开关电容单元的开关管S12、开关管S14、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为+Vdc；
工作模态Ⅲ
设置：所述开关电容单元的开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为0；
工作模态Ⅳ
设置：所述开关电容单元的开关管S12、和开关管S13导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为-Vdc；
工作模态Ⅴ
设置：所述开关电容单元的开关管S11、开关管S13和开关管S14导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为-2Vdc。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明所设计的非桥式多电平变换装置，在工作模式下，随着输出电压的提高，开关管的最大电压应力并不随电压增益的增大而变大，开关管的最大电压应力均不超过直流侧输入电压，解决了开关电容多电平变换装置中输出电压增高导致开关管承受的电压应力过大的技术问题，使得该装置能够适用于中高压场合，扩大应用范围。
附图说明
图1是本发明中非桥式多电平变换装置的拓扑结构图。
图2是本发明中非桥式多电平变换装置工作模态Ⅰ下的电路原理图。
图3是本发明中非桥式多电平变换装置工作模态Ⅱ下的电路原理图。
图4是本发明中非桥式多电平变换装置工作模态Ⅲ下的电路原理图。
图5是本发明中非桥式多电平变换装置工作模态Ⅳ下的电路原理图。
图6是本发明中非桥式多电平变换装置工作模态Ⅴ下的电路原理图。
图7是本发明中非桥式多电平变换装置工作模态的调制方法原理图。
图8为采用本发明中非桥式多电平变换装置的输出电压、输出电流的仿真波形。
图9为电容电压的仿真波形。
图10和图11为开关管电压波形图。
图12是本发明中非桥式多电平变换装置的扩展结构图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种非桥式多电平变换装置，设置在直流电压源Vdc与负载之间，包括正向桥臂、反向桥臂、中间桥臂、反串桥臂、电容C1和反向桥臂；
所述正向桥臂包括串联的开关管S1和开关管S2，所述开关管S1的集电极和所述开关管S2的发射极连接且中点位置用于连接负载的一端，所述开关管S1的发射极连接直流电压源Vdc的负极，所述开关管S2的集电极连接直流电压源Vdc的正极。
所述中间桥臂包括开关管S12、开关管S13和开关管S14，所述开关管S12的集电极连接直流电压源Vdc的正极，所述开关管S13的发射极、所述开关管S14的集电极和所述开关管S12的发射极连接到一起，所述开关管S13的集电极连接电容C1的正极。
所述反串桥臂包括开关管S11、开关管S15和开关管S16，所述开关管S11的发射极分别连接开关管S1的发射极和直流电压源Vdc的负极，所述开关管S15的发射极、开关管S11的集电极和开关管S14的发射极连接到一起，所述开关管S15的集电极连接开关管S16的集电极，所述开关管S16的发射极与电容C1的负极连接。
所述反向桥臂包括串联的开关管S3和开关管S4，所述开关管S3的发射极和所述开关管S4的集电极连接且中点位置用于连接负载的另一端，所述开关管S3的集电极连接电容C1的正极，所述开关管S4的发射极分别连接电容C1的负极和开关管S16的发射极。
其中，开关管S11为三极管构成的开关管，其它开关管为反向并联有续流二极管的IGBT或MOSFET。
所述中间桥臂、反串桥臂和电容C1构成开关电容单元。
一种基于所述的非桥式多电平变换装置的控制方法，包括5种工作模态的切换：
工作模态Ⅰ
如图2所示，调节各个开关管的驱动信号，设置：所述开关电容单元的开关管S12、开关管S14、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S1导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为+2Vdc。
在工作模态Ⅰ下，所述直流侧电压源、所述开关管S1、所述开关管S3、所述开关管S12、所述开关管S14、所述开关管S15、所述开关管S16和所述电容C1与所述负载构成工作回路；此时开关管承受的最大电压应力为Vdc。
工作模态Ⅱ
如附图3所示，调节各个开关管的驱动信号，设置：所述开关电容单元的开关管S12、开关管S14、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为+Vdc。
在工作模态Ⅱ下，所述开关管S2、所述开关管S3、所述开关管S12、所述开关管S14、所述开关管S15、所述开关管S16、所述电容C1和所述负载构成工作回路；此时开关管承受的最大电压应力为Vdc。
工作模态Ⅲ
如图4所示，调节各个开关管的驱动信号，设置：所述开关电容单元的开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为0。
在工作模态Ⅲ下，所述直流侧电压源、所述开关管S2、所述开关管S3、所述开关管S11、所述开关管S12、所述开关管S13、所述开关管S15、所述开关管S16和负载构成回路工作；此时开关管承受的最大电压应力为0。
工作模态Ⅳ
如图5所示，调节各个开关管的驱动信号，设置：所述开关电容单元的开关管S12、和开关管S13导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为-Vdc。
在工作模态Ⅳ下，所述开关管S2、所述开关管S4、所述开关管S12、所述开关管S13、所述电容C1和所述负载构成工作回路；此时开关管承受的最大电压应力为Vdc。
工作模态Ⅴ
如图6所示，调节各个开关管的驱动信号，设置：所述开关电容单元的开关管S11、开关管S13和开关管S14导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为-2Vdc。
在工作模态Ⅴ下，所述直流侧电压源、所述开关管S2、所述开关管S4、所述开关管S11、所述开关管S13、所述开关管S14、所述电容C1和负载构成回路工作；此时开关管承受的最大电压应力为Vdc。
在五种工作模态下，该非桥式多电平变换装置的拓扑结构中开关管的最大电压应力均不超过直流侧输入电压，从而解决了开关电容多电平变换器输出电压增高导致开关管承受的电压应力过大的问题，使得本发明适用于中高压等场合。
如附图7所示，在本实施例的非桥式多电平变换装置的控制方法的基础上，本实施例还给出了获得各个开关器件的驱动信号的具体实施方式。各个开关管的驱动信号的表达式为：
Figure BDA0002517175180000071
采用同相载波正弦脉宽调制对所提出的多电平变换装置进行调制，将4个三角形载波信号u1-u4与一个正弦参考信号Uref进行比较，生成逻辑信号ua1-ua4,将逻辑信号ua1-ua4经过逻辑组合后，输出得到各个开关管的驱动信号。
因此，此非桥式多电平变换装置相比现有技术，无需H桥结构就可使输出电压极性改变，实现多电平输出，开关管承受的最大电压应力低，具有在中高压场合应用的潜力。
本实施例通过仿真对该非桥式多电平变换装置进行了验证。
设置：直流输入电压为30V，负载200Ω，电容为2200μF，开关频率为2kHz。
根据上述控制方法对该非桥式多电平变换装置进行调制，如图8所示，本实施例给出了输出电压和输出电流的波形。从图中可以看出，变换器以五电平形式输出电压，输出电压的各个电平分别为±60V、±30V和0，与理论分析的±2Vdc、±Vdc和0一致。
如附图9所示，本实施例给出了该非桥式多电平变换装置的电容电压的纹波，由图可知，电容C1的工作稳定，电容C1的电压在30V处小范围波动，并且波动后能迅速回到电压Vdc处。
如附图10和图11所示，本实施例给出了该非桥式多电平变换装置的开关管S1-S4和S11-S16电压应力波形，从图中可以看出，各个开关器件在变换器工作时所承受的最大电压应力等于30V，即直流输入电压Vdc。开关管的最大电压应力不会随着输出电压增益的升高而增大，且能保持不变。
实施例2
如图12所示，所述直流电压源Vdc和反向桥臂之间设置至少两个所述的开关电容单元，每增加一个开关电容单元，输出电压增益增加Vdc，输出电平数为2n+1。此外，由于拓展结构为n个开关电容单元组合而成，因此，各个开关管承受的最大电压应力依然为Vdc，本发明有效解决了开关电容多电平变换器中输出电压增高导致开关管承受的电压应力过大的技术问题，使得本发明适用于中高压场合，扩展了变换器的应用范围。
实施例3
一种非桥式多电平变换系统，包括控制器和多电平变换装置，所述多电平变换装置为所述的非桥式多电平变换装置，所述控制器控制所述非桥式多电平变换装置中的开关管动作时，执行所述的非桥式多电平变换装置的控制方法。所述控制器包括DSP和FPGA以及外围电路，所述控制器与多电平变换装置通信连接，以通过调节开关管通断，实现工作模态的调整。
实施例4
一种可读存储介质，其上存储有指令，该指令被处理器执行时实现非桥式多电平变换装置的控制方法。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种非桥式多电平变换装置，设置在直流电压源Vdc与负载之间，其特征在于：包括正向桥臂、中间桥臂、反串桥臂、电容C1和反向桥臂；
所述正向桥臂包括串联的开关管S1和开关管S2，所述开关管S1的集电极和所述开关管S2的发射极连接且中点位置用于连接负载的一端，所述开关管S1的发射极连接直流电压源Vdc的负极，所述开关管S2的集电极连接直流电压源Vdc的正极；
所述中间桥臂包括开关管S12、开关管S13和开关管S14，所述开关管S12的集电极连接直流电压源Vdc的正极，所述开关管S13的发射极、所述开关管S14的集电极和所述开关管S12的发射极连接到一起，所述开关管S13的集电极连接电容C1的正极；
所述反串桥臂包括开关管S11、开关管S15和开关管S16，所述开关管S11的发射极分别连接开关管S1的发射极和直流电压源Vdc的负极，所述开关管S15的发射极、开关管S11的集电极和开关管S14的发射极连接到一起，所述开关管S15的集电极连接开关管S16的集电极，所述开关管S16的发射极与电容C1的负极连接；
所述反向桥臂包括串联的开关管S3和开关管S4，所述开关管S3的发射极和所述开关管S4的集电极连接且中点位置用于连接负载的另一端，所述开关管S3的集电极连接电容C1的正极，所述开关管S4的发射极分别连接电容C1的负极和开关管S16的发射极；
所述中间桥臂、反串桥臂和电容C1构成开关电容单元。
2.根据权利要求1所述的非桥式多电平变换装置，其特征在于：所述直流电压源Vdc和反向桥臂之间设置至少两个所述的开关电容单元。
3.一种基于权利要求1所述的非桥式多电平变换装置的控制方法，其特征在于：包括5种工作模态的切换；
工作模态Ⅰ
设置：所述开关电容单元的开关管S12、开关管S14、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S1导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为+2Vdc；
工作模态Ⅱ
设置：所述开关电容单元的开关管S12、开关管S14、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为+Vdc；
工作模态Ⅲ
设置：所述开关电容单元的开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S15和开关管S16导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S3导通，其余开关管关断，输出电平为0；
工作模态Ⅳ
设置：所述开关电容单元的开关管S12、和开关管S13导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为-Vdc；
工作模态Ⅴ
设置：所述开关电容单元的开关管S11、开关管S13和开关管S14导通，所述正向桥臂的开关管S2导通，所述反向桥臂的开关管S4导通，其余开关管关断，输出电平为-2Vdc。
4.根据权利要求3所述的非桥式多电平变换装置的控制方法，其特征在于：驱动信号时，采用同相载波正弦脉宽调制对所提出的多电平变换装置进行调制，将4个三角形载波信号u1-u4与一个正弦参考信号Uref进行比较，生成逻辑信号ua1-ua4,将逻辑信号ua1-ua4经过逻辑组合后，输出得到各个开关管的驱动信号，各个开关管的驱动信号的表达式为：
Figure FDA0002517175170000031
5.一种非桥式多电平变换系统，包括控制器和多电平变换装置，其特征在于：所述多电平变换装置为权利要求1或2所述的非桥式多电平变换装置。
6.根据权利要求5所述的非桥式多电平变换系统，其特征在于：所述控制器控制所述非桥式多电平变换装置中的开关管动作时，执行权利要求3所述的非桥式多电平变换装置的控制方法。
7.一种可读存储介质，其上存储有指令，其特征在于：该指令被处理器执行时实现如权利要求3或4所述的非桥式多电平变换装置的控制方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113037115B (zh) * 2021-02-25 2022-07-05 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 一种六开关五电平逆变器及其工作方法
CN113381632B (zh) * 2021-05-31 2022-08-26 郑州大学 一种非桥式模块化逆变器及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017157271A1 (en) * 2016-03-14 2017-09-21 The Hong Kong Polytechnic University Multilevel inverters
CN109194170A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 华东交通大学 一种采用开关电容电路的七电平逆变器
CN110572061A (zh) * 2019-08-14 2019-12-13 郑州大学 一种混合t型多电平逆变装置及其控制方法
CN110572064A (zh) * 2019-08-28 2019-12-13 郑州大学 一种复合多电平功率变换电路及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017157271A1 (en) * 2016-03-14 2017-09-21 The Hong Kong Polytechnic University Multilevel inverters
CN109194170A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 华东交通大学 一种采用开关电容电路的七电平逆变器
CN110572061A (zh) * 2019-08-14 2019-12-13 郑州大学 一种混合t型多电平逆变装置及其控制方法
CN110572064A (zh) * 2019-08-28 2019-12-13 郑州大学 一种复合多电平功率变换电路及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Extended T-Type Boost Inverter Using Switched Capacitors;Tomoya Sugimoto et al.;《IECON 2019-45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society》;20191209;第1756-1761页 *
一对基于开关电容原理的多电平高频逆变器;曾君等;《电工技术学报》;20180331;第33卷(第6期);第1312-1319页 *

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