CN113452256B

CN113452256B - 一种采用混合功率器件的anpc-dab变换器、调制方法及系统

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Publication number: CN113452256B
Application number: CN202110685676.9A
Authority: CN
Inventors: 张宇; 关清心
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2041-06-21
Also published as: CN113452256A

Abstract

本发明公开了一种采用混合功率器件的ANPC‑DAB变换器、调制方法及系统，属于电力电子领域。包括：混合功率器件优化移相控制器、DAB电流优化控制器、变压器以及分别连接在所述变压器两侧的一次侧有源桥电路和二次侧有源桥电路；一次侧有源桥电路或二次侧有源桥电路至少包括一个半桥ANPC三电平电路，所述半桥ANPC三电平电路包括六个开关管Q₁～Q₆，每个开关管反向并联有二极管D₁～D₆；其中，Q₂与Q₃为SiC功率器件，其余为Si功率器件。当所述半桥ANPC三电平电路在不同状态之间切换时，切换过程中的硬关断、硬开通和二极管反向恢复都发生在SiC器件上，实现了全功率范围的高效率DAB。

Description

一种采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器、调制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地，涉及一种采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器、调制方法及系统。

背景技术

SiC器件已成为高压大功率电力电子变换器提高性能和效率的有效途径。但是，目前SiC器件的成本仍居高不下。功率器件混合的电路主要是利用宽禁带器件优异的低开关损耗性能来提高整体电路的效率，其中SiC和Si功率器件的混合使用已经成为高压大功率AC/DC三电平变换电路领域中有效提高效率的方法，主要有三种研究思路，一种是将SiCMOSFET器件与Si IGBT器件并联使用，使SiC器件工作于硬开关，使Si器件工作于软开关，其主要缺点是器件的数量庞大、成本高昂；第二种则是采用SiC器件替代电路中开关损耗大的部分Si器件，以降低整体电路损耗，并由于采用的SiC器件少，因此成本较全SiC器件电路较低；第三种方法是针对有冗余开关状态的电路拓扑，通过调制方法的设计，将开关动作集中在少量器件中，并将承担开关损耗的器件用SiC器件来代替，从而在较小的成本下实现高开关频率、高效率的变换器。

双有源桥(dual active bridge，DAB)DC/DC变换器具有电气隔离、功率密度高、能量双向流动、易于实现软开关等优点，在直流配电网、储能系统、电动汽车等领域有着广泛的应用。DAB采用多电平电路来实现，一方面可有效地减少高压大功率领域DC/DC变换器中DAB模块的数量，另一方面可大幅提升DAB的性能。目前已有研究将飞跨电容型三电平、T型三电平、二极管中点箝位型(diode neutral point clamped，DNPC)三电平、有源中点箝位型(active neutral point clamped，ANPC)三电平和混合箝位型三电平等拓扑应用于DAB中。其中，ANPC电路采用有源开关管进行电压钳位，全部开关器件耐压小，且具有冗余开关状态，但是目前相关研究都集中于对DAB的电流控制的优化，对应用于DAB的ANPC电路没有针对性的优化调制方法，ANPC电路的性能没有得到充分的利用。

提高DAB的开关频率可以有效地降低磁性元件的体积和重量，但是也会导致开关损耗大幅上升。利用SiC有源开关器件开关损耗低、开关频率高的特性，采用SiC有源开关器件替代三电平电路中开关损耗大的开关器件，能够以较小的成本有效地降低开关损耗，提高电路效率。双H桥两电平DAB中，一个开关周期中每个开关器件都要开关一次，因此，若要采用SiC器件改善电路性能，电路的全部器件都要采用SiC器件。对于ANPC电路，由于其开关数量多，损耗增加尤其明显，这会导致变换器的效率大幅降低，散热系统的体积及成本上升。已有的研究中，DAB的任意一侧桥臂内都只采用单一种类的开关器件。采用Si器件时，受限于Si开关器件的性能，难以实现高开关频率、高效率的DAB。而采用SiC器件时，单个ANPC桥臂就需要6个开关管，整体开关器件数量巨大，这导致多电平的DAB成本极为高昂、难以实现大规模的商业化推广应用。

现有混合功率器件ANPC电路的方案是基于AC/DC电路的PWM输出电压的开关频率远高于基波频率的前提条件实现高效率的，但是，该方法直接应用于DAB领域无法实现相同的效果。同时，DAB的一个主要优势就在于其输出可控，但在电压变换比不为1且传输功率较低时会难以满足软开关条件。为此，在不同的DAB运行状态下都能稳定高效运行的调制方案有重要的研究意义。

综上所述，基于三电平电路的DAB已经在国内外的研究中得到了关注，但是基于ANPC电路的DAB尚未得到充分重视，ANPC电路拓扑的优势没有得到充分发挥。同时，功率器件混合的三电平电路可以在较小的成本代价下实现高开关频率及高效率，因此该研究思路可以推广到DAB领域中，以提高DAB的性能。通过ANPC多冗余开关状态进行调制方法的设计，可实现高直流母线电压、高效率、高开关频率的混合功率器件ANPC-DAB。ANPC电路的开关器件数量较多，采用混合功率器件技术来提高性能有着极为重要的意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器、调制方法及系统，旨在针对价格昂贵的宽禁带开关器件，如SiC器件等，导致多电平DAB成本高昂的问题，在较低的成本下实现很高的性能和效率，实现高性价比的DAB。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器，包括：混合功率器件优化移相控制器、DAB电流优化控制器、变压器以及分别连接在所述变压器两侧的一次侧有源桥电路和二次侧有源桥电路；一次侧有源桥电路或二次侧有源桥电路至少包括一个半桥ANPC三电平电路，所述半桥ANPC三电平电路包括六个开关管Q₁～Q₆，每个开关管反向并联有二极管D₁～D₆；所述六个开关管中，Q₁、Q₂、Q₃和Q₄依次串接在直流母线正极P和负极N之间，Q₅的一端连接Q₁与Q₂的连接点，Q₆的一端连接Q₃与Q₄的连接点，Q₅与Q₆的另一端均连接至零点O，所述零点O、以及Q₂与Q₃的连接点分别连接至所述变压器的两端；其中，Q₂与Q₃为SiC功率器件，Q₁、Q₄、Q₅和Q₆为Si功率器件，所述DAB电流优化控制器用于获取一次侧有源桥电路和二次侧有源桥电路之间的移相角，所述混合功率器件优化移相控制器用于根据移相角进行电流极性的判断，并依据电流极性判断结果，确定采用的调制模式，使得当所述半桥ANPC三电平电路在不同状态之间切换时，切换过程中的硬关断、硬开通和二极管反向恢复都发生在Q₂与Q₃中。

本发明第二方面提供了一种基于本发明第一方面提供的ANPC-DAB变换器的调制方法，包括以下步骤：

根据移相角确定半桥ANPC三电平电路的输出电平从零电平切换为P电平和N电平的时刻t_OP和t_ON；

判断t_OP和t_ON时刻对应的半桥ANPC三电平电路的输出电流I_OP和I_ON的大小，若I_OP<0且I_ON>0，采用5种零状态复用调制模式，否则采用3种零状态复用调制模式；其中，5种零状态复用调制模式的开关状态切换序列为：O→L+→P→L→O→U-→N→U→O，3种零状态复用调制模式的开关状态切换序列为：O→L→P→L→O→U→N→U→O；P状态时，Q₁、Q₂、Q₆开通，Q₃、Q₄、Q₅关断；N状态时，Q₃、Q₄、Q₅开通，Q₁、Q₂、Q₆关断；U状态时，Q₂、Q₄、Q₅开通，Q₁、Q₃、Q₆关断；L状态时，Q₁、Q₃、Q₆开通，Q₂、Q₄、Q₅关断；O状态时，Q₂、Q₃、Q₅、Q₆开通，Q₁、Q₄关断；U–状态时，Q₂、Q₃、Q₅开通，Q₁、Q₄、Q₆关断；L+状态时，Q₂、Q₃、Q₆开通，Q₁、Q₄、Q₅关断；

根据开关状态序列生成所有开关器件的驱动波形。

进一步地，在3种零状态复用调制模式下：

当所述半桥ANPC三电平电路从P状态切换为L状态时，若所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I>0，Q₂为硬关断，Q₃为零电压开通；若所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I<0，Q₂为零电压关断，Q₃为硬开通，并在D2上发生反向恢复过程，由于Q₂为SiC器件，D₂反向恢复过程的损耗可以忽略；若所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I＝0，Q₂为零电流关断，Q₃为零电流开通；

当所述半桥ANPC三电平电路从L状态切换为O状态时，无论所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I方向如何，Q₁为零电压关断，Q₅和Q₂为软开通。

在5种零状态复用调制模式下：

当所述半桥ANPC三电平电路从L+状态切换为P状态时，若所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I>0，Q₁为软开通，Q₃为零电压关断；若所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I<0，Q₁为硬开通，Q₃为软关断，D3上发生反向恢复过程；若所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I＝0，Q₃为零电流关断，Q₁为零电流开通；

当所述半桥ANPC三电平电路从O状态切换为L+状态时，无论所述半桥ANPC三电平电路的输出电流I方向如何，Q₅为零电压关断。

本发明第三方面提供了一种基于本发明第一方面提供的ANPC-DAB变换器的调制系统，包括计算机可读存储介质和处理器；

所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；

所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行本发明第二方面所述的调制方法。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

1、本发明提供的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器通过根据电流方向，通过SiC器件的开关动作实现电路的换流过程，保证单个ANPC桥臂中所有硬开关损耗都集中在SiC器件上，实现了全功率范围的高效率DAB；

2、本发明提供的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器采用SiC器件承担ANPC模块中的全部硬开关动作，大幅降低了硬开关损耗，DAB可以工作在更高的开关频率，从而提高了DAB的性能和效率，降低所需的散热器体积，提高系统的功率密度；

3、本发明提供的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器避免了采用全SiC器件导致的高昂成本，能充分发挥所用的开关管性能，实现最高的性价比；

4、本发明提供的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器适用于直流功率传输系统，所需SiC开关管数量少、电压等级不高，具有低开关损耗、低成本、高效率的优势；

5、本发明提供的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器适用于任意电流条件。

附图说明

图1是本发明提供的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器拓扑图；

图2是本发明提供的半桥ANPC三电平电路拓扑图；

图3是3种零状态复用调制模式的调制波形图；

图4是5种零状态复用调制模式的调制波形图；

图5是I>0时开关状态P和L间的切换过程；

图6是I>0时开关状态L和O间的切换过程；

图7是I>0时开关状态L+和P间的切换过程；

图8是I>0时开关状态L+和O间的切换过程；

图9是混合功率器件双半桥ANPC-DAB电路拓扑图；

图10是混合功率器件双半桥ANPC-DAB电路移相控制示意图；

图11是混合功率器件ANPC调制优化控制器流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

本发明所提出的采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器包括DAB电流优化控制器、混合功率器件优化移相控制器和由辅助电感器、中高频变压器、及变压器两侧的有源桥电路的变换器主电路。其主电路结构图如图1所示。

其中，一次侧电源或负载和二次侧电源或负载中至少有一个为直流电源，为变换器提供功率。一次侧电源或负载和二次侧电源或负载根据具体的有源桥电路，可以为双端口或者三端口电源。变压器两侧的有源桥电路至少包含一个如图2所示的混合功率器件构成的半桥ANPC三电平电路。

具体地，半桥ANPC三电平电路由2个直流分压电容C₁和C₂、6个有源开关器件Q1～Q6及其反并联二极管D1～D6构成，可以保证所有开关器件承受的电压应力都为直流母线电压的一半，并且具有冗余开关状态能够通过调制方法及控制方法来改善功率器件的损耗分布。所述六个开关管中，Q1、Q2、Q3和Q4依次串接在直流母线正极P和负极N之间，Q5的一端连接Q1与Q2的连接点，Q6的一端连接Q3与Q4的连接点，Q5与Q6的另一端均连接至零点O，所述零点O、以及Q2与Q3的连接点分别连接至所述变压器的两端；其中，Q2与Q3为SiC功率器件，Q1、Q4、Q5和Q6为Si功率器件，从而实现低开关损耗、低成本的DAB。该电路通过开关状态，可以保证所有开关器件承受的电压应力都为直流母线电压的一半，具体阐述如下：

电路输出正电平时，开关管Q₁、Q₂开通、开关管Q₃、Q₄关断。此时，为避免发生短路，开关管Q₅关断，其承受的电压应力为直流母线电压的一半V_dc/2。同时，为了更好地稳定开关管Q₃和Q₄两端的电压，通常使开关管Q₆导通，将Q₃和Q₄两端的电压钳位到V_dc/2。

电路输出负电平时，开关管Q₃、Q₄开通、开关管Q₁、Q₂关断。此时，开关管Q₆关断，其承受的电压应力为V_dc/2。为了更好地稳定开关管Q₁和Q₂两端的电压，通常导通开关管Q₅，将Q₁和Q₂两端的电压钳位为V_dc/2。

因此，采用混合功率器件的半桥ANPC三电平电路构成的DC/DC变换器可以采用较低耐压等级、性能更好的开关器件来实现高直流母线电压下的DC/DC变换器，能够有效提高变换器性能。

本发明提供的基于混合功率器件的ANPC-DAB变换器中一次侧电源或负载和二次侧电源或负载中至少有一个为直流电源，作为变换器能量来源，并允许能量双向流动。能量从一次侧传递到二次侧时，一次侧有源桥电路处于逆变状态，二次侧有源桥电路处于整流状态，一次侧有源桥电路与二次侧有源桥电路间的移相角为正。能量从二次侧传递到一次侧时，一次侧有源桥电路处于整流状态，二次侧有源桥电路处于逆变状态，一次侧有源桥电路与二次侧有源桥电路间的移相角为负。

本发明提出的调制方法包含2种调制模式，分别为3种零状态复用调制模式和5种零状态复用调制模式。

所涉及的开关状态定义如表1所示。

表1

其中，3种零状态复用调制模式的调制波形图如图3所示。

其中，5种零状态复用调制模式的调制波形图如图4所示。

具体地，3种零状态复用调制模式的分析如下：

其开关状态切换序列为：O→L→P→L→O→U→N→U→O。由于L与U、P和N分别对称，因此只需要分析状态L和O、状态P和L间的开关切换过程。

状态P与L间的开关过程在对应ANPC桥臂输出电流I>0时的切换过程如图5所示。开关状态为P时，Q₁、Q₂、Q₆开通。开关状态从P切换为L时，Q₂先关断，I>0时SiC器件Q₂为硬关断，一定的死区过程后Q₃开通，为零电压开通。相似的，若I<0，SiC器件Q₂为软关断，Q₃为硬开通，并在Q₂的体二极管D₂上反向恢复过程，由于SiC二极管的反向恢复损耗可以忽略，因此开关损耗小。因此，在状态P和L间的切换过程中，只有SiC器件进行开关，Si器件上没有开关损耗，并且与电流方向无关。

状态L与O间的开关过程在I>0时的切换过程如图6所示。开关状态为L时，Q₁、Q₃、Q₆开通。开关状态从L切换为O时，Q₁先关断，此过程中，Q₁上始终没有电流，因此，Q₁永远是零电流关断。一定的死区时间后，Q₂和Q₅同时开通。由于在Q₅和Q₂完全开通前Q₅和Q₂构成的电流支路中无电流，因此Q₅和Q₂的开通为软开通。

开关状态为O时，Q₂、Q₃、Q₆、Q₅开通，电流同时流经2条电流路径。开关状态从O切换为L时，Q₂和Q₅关断，一定的死区时间后，Q₁开通。由于开关管寄生电容的影响，在Q₅和Q₂完全关断前，开关管两端电压保持为0，因此，Q₅和Q₂的关断为软关断。

可见，在O和L间的切换过程中，所有开关过程为软开关。

综上所述，在3种零状态复用调制模式中，只有SiC器件上产生开关损耗，Si器件上没有开关损耗，并且不受电流方向限制。

具体地，5种零状态复用调制模式的分析如下：

其开关状态切换序列为：O→L+→P→L→O→U-→N→U→O。由于状态L和O、状态P和L间的开关切换过程与3种零状态复用调制模式中一致，因此，只需要分析状态L+与P间，和状态L+与O间的开关过程。

状态L+与P间的开关过程在I>0时的切换过程如图7所示。开关状态为L+时，Q₂、Q₃、Q₆开通。开关状态从L+切换为P时，Q₃先关断，I<0时，Q₃为硬关断，此时电流换流到D₁和Q₂及其体二极管D₂。一定的死区时间后，Q₁开通，此时为软开通。相似的，I>0时Q₃为零电压关断，此时电流流经D₅、Q₂和Q₆、D₃。一定的死区时间后，Q₁开通，此时会在D₅和D₃上造成反向恢复过程，会在Si二极管D₅上造成反向恢复损耗。因此，在状态L+切换为P的切换过程中，当I<0时，只有SiC器件上有硬开关损耗。

O状态与L+的切换过程如图8所示。开关状态为O时，Q₂、Q₃、Q₆、Q₅开通，电流同时流经两条电流路径。开关状态从O切换为L+时，Q₅关断。由于Q₂、Q₃、Q₆始终开通，因此Q₅两端电压始终为零，为ZVS关断。

可见，在O和L+间的切换过程中，所有开关过程为软开关。

综上所述，在5种零状态复用调制模式中，在满足从输出状态L+切换为状态P时I<0，输出状态U-切换为状态N时I>0，能够实现只有SiC器件上产生开关损耗，Si器件上没有开关损耗。

综上所述，在DAB的ANPC桥臂处于任意工作状态时，采用3种零状态复用调制模式都可以使得只有SiC器件承受硬开关损耗。而当DAB的移相控制方法能够使得ANPC桥臂从零状态切换为状态P时电流小于0，而从零状态切换为状态N时电流大于0时可以采用5种零状态复用调制模式。

实施例

图9中给出本实施例提供的采用混合功率器件的双半桥ANPC-DAB，所采用的变压器变比标记为n:1。其中，在本实施例中，混合功率器件半桥ANPC三电平电路的直流电压标记为V_dc，交流侧电压标记为V_ac，交流侧电流为i_L；能够输出的三种电平为正电平、零电平、负电平，以C₁和C₂的连接节点为参考点，对应电压分别为V_P＝V_dc/2、V_o＝0、V_N＝-V_dc/2。

在本实施例中，首先由DAB优化控制器根据DAB的工作状态获取用于生成一次侧半桥ANPC三电平电路驱动信号G₁₁～G₁₆的第一移相角φ₁₁，用于生成二次侧半桥ANPC三电平电路驱动信号G₂₁～G₂₆的第二移相角φ₂₁，以及这两个半桥ANPC三电平电路之间的第三移相角φ，可以得到如图10所示的移相控制波形。其中，T_s为DAB的开关周期，T_hs＝T_s/2。对于一次侧有源桥电路，其直流侧电压V_dc1＝V_dc，交流侧电压V_ab＝V_ac，交流侧电流I₁＝i_L；对于二次侧有源桥，其直流侧电压V_dc2＝V_dc，交流侧电压V_cd＝V_ac，交流侧电流I₂＝-ni_L。

其次，根据两个半桥ANPC三电平电路的移相角及二者之间的移相角混合功率器件优化移相控制器计算电流方向判据，选择相应的调制模式，并根据对应桥臂的移相角生成具体的驱动波形。混合功率器件优化移相控制器的控制流程图如图11所示。定义半桥ANPC三电平电路从零电平切换为P电平的时刻为t_OP、电流为I_OP，从零电平切换为N电平的时刻为t_ON、电流为I_ON。对于一次侧有源桥电路，其t_OP＝0，t_ON＝T_hs，对应电流为I_OP＝i_L(0)，I_ON＝i_L(T_hs)；对于二次侧有源桥电路，其t_OP＝t₂，t_ON＝t₁，对应电流为I_OP＝ni_L(t₂)，I_ON＝ni_L(t₁)。

其中，采用本发明提供的调制方法，其中包含2种调制模式，能够在采用任何DAB移相控制方法的任意工况下有效稳定运行，根据提供的判据可以快捷地实现调制模式的选用，保证了ANPC桥臂中所有硬开关损耗集中在SiC器件上。

例如对于图9给出的电路，对一次侧混合功率器件半桥ANPC三电平电路和二次侧混合功率器件半桥ANPC三电平电路分别进行电流判断，其条件为I_OP<0且I_ON>0。具体的，满足一次侧I_OP＝i_L(0)<0，I_ON＝i_L(T_hs)>0时，一次侧半桥ANPC三电平电路选用5种零状态复用调制模式；若不满足，选用3种零状态复用调制模式。满足二次侧I_OP＝ni_L(t₂)<0，I_ON＝ni_L(t₁)>0时，二次侧混合功率器件ANPC电路选用所提出调制方法中的5种零状态复用调制模式；若不满足，选用所提出调制方法中的3种零状态复用调制模式。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器的调制方法，所述ANPC-DAB变换器包括：混合功率器件优化移相控制器、DAB电流优化控制器、变压器以及分别连接在所述变压器两侧的一次侧有源桥电路和二次侧有源桥电路；一次侧有源桥电路或二次侧有源桥电路至少包括一个半桥ANPC三电平电路，所述半桥ANPC三电平电路包括六个开关管Q₁～Q₆，每个开关管反向并联有二极管D₁～D₆；所述六个开关管中，Q₁、Q₂、Q₃和Q₄依次串接在直流母线正极P和负极N之间，Q₅的一端连接Q₁与Q₂的连接点，Q₆的一端连接Q₃与Q₄的连接点，Q₅与Q₆的另一端均连接至零点O，所述零点O、以及Q₂与Q₃的连接点分别连接至所述半桥ANPC三电平电路的交流输出电压的两端；其中，Q₂与Q₃为SiC功率器件，Q₁、Q₄、Q₅和Q₆为Si功率器件，所述DAB电流优化控制器用于获取一次侧有源桥电路和二次侧有源桥电路的移相角，所述混合功率器件优化移相控制器用于根据移相角进行电流极性的判断，并依据电流极性判断结果，确定采用的调制模式，使得当所述半桥ANPC三电平电路在不同状态之间切换时，切换过程中的硬关断、硬开通和二极管反向恢复都发生在Q₂与Q₃中；其特征在于，包括以下步骤：

判断t_OP和t_ON时刻对应的半桥ANPC三电平电路的输出电流I_OP和I_ON的大小，若I_OP<0且I_ON>0，采用5种零状态复用调制模式，否则采用3种零状态复用调制模式；5种零状态复用调制模式的开关状态切换序列为：O→L+→P→L→O→U-→N→U→O；其中，P状态时，Q₁、Q₂、Q₆开通，Q₃、Q₄、Q₅关断；N状态时，Q₃、Q₄、Q₅开通，Q₁、Q₂、Q₆关断；U状态时，Q₂、Q₄、Q₅开通，Q₁、Q₃、Q₆关断；L状态时，Q₁、Q₃、Q₆开通，Q₂、Q₄、Q₅关断；O状态时，Q₂、Q₃、Q₅、Q₆开通，Q₁、Q₄关断；U–状态时，Q₂、Q₃、Q₅开通，Q₁、Q₄、Q₆关断；L+状态时，Q₂、Q₃、Q₆开通，Q₁、Q₄、Q₅关断；在5种零状态复用调制模式下，当所述半桥ANPC三电平电路从O状态切换为L+状态时，关断Q₅；当所述半桥ANPC三电平电路从L+状态切换为P状态时，先关断Q₃，再开通Q₁；当所述半桥ANPC三电平电路从P状态切换为L状态时，先关断Q₂，再开通Q₃；当所述半桥ANPC三电平电路从L状态切换为O状态时，先关断Q₁，再开通Q₂、Q₅；当所述半桥ANPC三电平电路从O状态切换为U-状态时，关断Q₆；当所述半桥ANPC三电平电路从U-状态切换为N状态时，先关断Q₂，再开通Q₄；当所述半桥ANPC三电平电路从N状态切换为U状态时，先关断Q₃，再开通Q₂；当所述半桥ANPC三电平电路从U状态切换为O状态时，先关断Q₄，再开通Q₃、Q₆；3种零状态复用调制模式的开关状态切换序列为：O→L→P→L→O→U→N→U→O；O状态时，Q₂、Q₃、Q₅、Q₆开通，Q₁、Q₄关断；L状态时，Q₁、Q₃、Q₆开通，Q₂、Q₄、Q₅关断；P状态时，Q₁、Q₂、Q₆开通，Q₃、Q₄、Q₅关断；U状态时，Q₂、Q₄、Q₅开通，Q₁、Q₃、Q₆关断；N状态时，Q₃、Q₄、Q₅开通，Q₁、Q₂、Q₆关断；在3种零状态复用调制模式下，当所述半桥ANPC三电平电路从O状态切换为L状态时，先关断Q₂、Q₅，再开通Q₁；当所述半桥ANPC三电平电路从L状态切换为P状态时，先关断Q₃，再开通Q₂；当所述半桥ANPC三电平电路从P状态切换为L状态时，先关断Q₂，再开通Q₃；当所述半桥ANPC三电平电路从L状态切换为O状态时，先关断Q₁，再开通Q₂、Q₅；当所述半桥ANPC三电平电路从O状态切换为U状态时，先关断Q₃、Q₆，再开通Q₄；当所述半桥ANPC三电平电路从U状态切换为N状态时，先关断Q₂，再开通Q₃；当所述半桥ANPC三电平电路从N状态切换为U状态时，先关断Q₃，再开通Q₂；当所述半桥ANPC三电平电路从U状态切换为O状态时，先关断Q₄，再开通Q₃、Q₆；

根据开关状态序列生成所有开关器件的驱动波形。

2.一种采用混合功率器件的ANPC-DAB变换器的调制系统，其特征在于，包括：计算机可读存储介质和处理器；

所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；

所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行权利要求1所述的调制方法。