CN118017808A - 一种级联固态变压器及功率平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种级联固态变压器及功率平衡控制方法，所述固态变压器的功率主电路采用链式结构，由个基本单元前串后并组成，每个基本单元包括一个前端转化器和一个与所述前端转化器输出端口并联的双有源电桥，所述方法通过设置电路控制前端转化器和双有源电桥，以产生分别控制前端转化器的第一PWM波和控制双有源电桥的第二PWM波，并通过第一PWM波和第二PWM波分别作用于前端转化器的开关管和双有源电桥的开关管，以实现级联固态变压器的功率平衡，本发明的控制方法简单，可以提高对级联固态变压器进行均衡功率控制的控制效果，降低相应的控制成本。

Description

一种级联固态变压器及功率平衡控制方法

技术领域

本发明主要涉及电子电力控制技术领域，具体涉及一种级联固态变压器及功率平衡控制方法。

背景技术

现有技术中，射频电源应用于等离子体刻蚀等领域中，等离子体腔室中的负载呈现非线性快速变化。由于固态变压器的级联参数不一致或隔离级功率不平衡，导致整流级输出电压不平衡，整流级调整每个模块的有功功率从而控制电容电压的平衡，但是级联整流级每个模块的调制比不一致，使得输入电流达不到载波移相倍频的效果。若利用dq变换中的各个H桥的有功分量作为每个隔离级的实时功率，利用此信息在一定程度上可以实现隔离级的功率均衡控制。然而这个控制方法不能实现静态功率无静差控制，也不能在静止坐标系下实现功率均衡。可见传统的均功率控制方案往往存在控制效果差的问题。

因此，为了提高传输效率以及精确度，控制也应该能够快速准确地响应动态负载的变化，如何设计一种用于级联固态变压器的快速动态响应的功率平衡控制方法是待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种用于级联固态变压器的快速动态响应的功率平衡控制方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，所述固态变压器的功率主电路采用链式结构，由个基本单元前串后并组成，每个基本单元包括一个前端转化器和一个与所述前端转化器输出端口并联的双有源电桥，包括以下步骤：

根据前端转化器输出端口的隔离电容两端的当前电压及隔离电容两端的参考电压，获得隔离电容两端的补偿电压；

将隔离电容两端的补偿电压做逆park变换，获得隔离电容两端的当前电压；

将隔离电容两端的实际电压进行角度转化及反相处理，获得控制前端转化器的开关管动作的第一PWM波；

根据隔离负载两端的输出电压及输出参考电压，获得隔离负载两端的输出补偿电压；

将输出补偿电压输入至输出电压补偿函数及放大器后，获得隔离负载两端的补偿电流；

根据隔离负载两端的补偿电流、监视器的输出标称电流，获得隔离负载两端的实际电流；

将隔离负载两端的实际电流输入电流补偿函数及SPS函数并进行反相处理，获得控制双有源电桥的开关管动作的第二PWM波；

根据第一PWM波及第二PWM波分别控制前端转化器及双有源电桥以实现级联固态变压器的功率平衡。

优选地，前端转化器为全桥变换器，用于将输入工频交流信号变换为高频方波信号。

优选地，双有源电桥包括两个全桥电路和一个变压器，用于将输入的高频方波信号还原成工频交流信号。

优选地，输出标称电流由公式（1）得到：

（1）；

其中，为监视器/>的输出电流，/>为整数；/>为流过隔离负载/>的电流，/>是双有源电桥电路的两个全桥电路之间的标称全额定相移角。

优选地，所述监视器为基于遗传算法的小信号模型。

第二方面，本申请实施例提供了一种级联固态变压器，所述级联固态变压器的功率主电路采用链式结构，由个基本单元前串后并组成，每个基本单元包括一个前端转化器和一个与所述前端转化器输出端口并联的双有源电桥；

所述前端转化器包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄；其中，第一开关管S₁的集电极与第一二极管D₁的负极端、第三开关管S₃的集电极、第三二极管D₁的负极端及第一输出端电连接，第一开关管S₁的发射极与第一输入端、第一二极管D₁的正极端、第二开关管S₂的集电极及第二二极管D₂的负极端电连接；第二开关管S₂的发射极与第二二极管D₁的正极端、第四开关管S₄的发射极及第二输出端电连接；第三开关管S₃的发射极与第三二极管D₁的正极端、第二输入端、第四二极管D₁的负极端及第四开关管S₄的集电极电连接；第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃及第四开关管S₄的基极分别连接第一控制信号；

双有源电桥包括第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁、第十二开关管S₁₂、第五二极管D₅、第六二极管D₆、第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九极管D₉、第十二极管D₁₀、第十一二极管D₁₁、第十二二极管D₁₂、电感L、变压器T；其中，第五开关管S₅的集电极与第五二极管D₅的负极端、第七开关管S₇的集电极、第七二极管D₇的负极端及第三输出端电连接，第五开关管S₅的发射极与第五输入端、第五二极管D₅的正极端、第六开关管S₆的集电极电连接、第六二极管D₆的负极端及电感L的第一端电连接；第六开关管S₆的发射极与第六二极管D₆的正极端、第八开关管S₈的发射极及第四输入端电连接；第七开关管S₇的发射极与第七二极管D₇的正极端、第八二极管D₈的负极端、第八开关管S₈的集电极及变压器T的第二端电连接；第九开关管S₉的集电极与第九二极管D₉的负极端、第十一开关管S₁₁的集电极、第十一二极管D₁₁的负极端及第三输出端电连接，第九开关管S₉的发射极与第九二极管D₉的正极端、变压器的第三端第十开关管S₁₀的集电极、第十二极管D₁₀的负极端电连接；第十开关管S₁₀的发射极与第十二极管D₁₀的正极端、第十二开关管S₁₂的发射极、第十二二极管D₁₂的正极端及第四输出端电连接；第十一开关管S₁₁的发射极与变压器T的第四端、第十一二极管D₁₁的正极端、第十二二极管D₁₂的集电极、第十二二极管D₁₂的负极端电连接；电感L的第二端与变压器的第一端电连接；

第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁及第十二开关管S₁₂的基极分别连接第二控制信号。

优选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号均为PWM波信号。

与现有技术相比，本发明提出了一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，通过设置电路控制前端转化器和双有源电桥，以产生分别控制前端转化器的第一PWM波和控制双有源电桥的第二PWM波，并通过第一PWM波和第二PWM波分别作用于前端转化器的开关管和双有源电桥的开关管，以实现级联固态变压器的功率平衡，本发明的控制方法简单，可以提高对级联固态变压器进行均衡功率控制的控制效果，降低相应的控制成本。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1为本申请实施例提供的一种级联固态变压器的功率平衡控制方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种级联固态变压器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的前端转化器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的前端转化器的控制过程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种级联固态变压器的参数形成示意图；

图6为本申请实施例提供的一种级联固态变压器的参数形成示意图；

图7为本申请实施例提供的一种级联固态变压器的参数形成示意图；

图8为本申请实施例提供的双有源电桥的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的双有源电桥的控制过程示意图；

图10为本申请实施例提供的监视器的参数控制示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1，本实施例公开了一种级联固态变压器的功率平衡控制方法的控制流程，包括如下步骤：

S101：根据前端转化器输出端口的隔离电容两端的当前电压及隔离电容两端的参考电压，获得隔离电容两端的补偿电压；

S102：将隔离电容两端的补偿电压做逆park变换，获得隔离电容两端的实际电压；

S103：将隔离电容两端的实际电压进行角度转化及反相处理，获得控制前端转化器的开关管动作的第一PWM波；

S104：根据隔离负载两端的输出电压及输出参考电压，获得隔离负载两端的输出补偿电压；

S105：将输出补偿电压输入至输出电压补偿函数及放大器后，获得隔离负载两端的补偿电流；

S106：根据隔离负载两端的补偿电流、监视器的输出标称电流，获得隔离负载两端的实际电流；

S107：将隔离负载两端的实际电流输入电流补偿函数及SPS函数并进行反相处理，获得控制全桥变换器的开关管动作的第二PWM波；

S108：根据第一PWM波及第二PWM波分别控制前端转化器及双有源电桥以实现级联固态变压器的功率平衡。

具体地，参照图2，本实施例的固态变压器的功率主电路采用链式结构，由（大于0的整数）个基本单元前串后并组成，每个基本单元包括一个前端转化器和一个与所述前端转化器输出端口并联的双有源电桥。

参照图3，前端转化器是一个全桥变换器，用于将输入的将工频交流信号经电力电子变换器变换为高频方波信号。

具体地，前端转化器包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄；其中，第一开关管S₁的集电极与第一二极管D₁的负极端、第三开关管S₃的集电极、第三二极管D₁的负极端及第一输出端电连接，第一开关管S₁的发射极与第一输入端、第一二极管D₁的正极端、第二开关管S₂的集电极及第二二极管D₂的负极端电连接；第二开关管S₂的发射极与第二二极管D₁的正极端、第四开关管S₄的发射极及第二输出端电连接；第三开关管S₃的发射极与第三二极管D₁的正极端、第二输入端、第四二极管D₁的负极端及第四开关管S₄的集电极电连接；第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃及第四开关管S₄的基极分别连接第一控制信号。

参照图4-7，本实施例公开了前端转换器的控制过程，即步骤S101-103以下将具体说明：

根据前端转化器输出端口的/>个隔离电容/>两端的当前电压/>…/>…/>及/>个隔离电容/>两端的参考电压/>，获得N个隔离电容/>两端的补偿电压/>… />…/>；

根据个隔离电容/>两端的补偿电压/>… />…/>做逆park变换，获得隔离电容/>两端的实际电压/>…/>…/>；

将隔离电容两端的实际电压/>… />…/>进行角度转化及反相处理，获得控制前端转化器的开关管动作的第一PWM波；

具体地，输出标称电流由公式（1）得到：

（1）；

其中，为监视器/>的输出电流，/>为整数；/>为流过隔离负载/>的电流，/>是双有源电桥电路的两个全桥电路之间的标称全额定相移角。

其中，补偿电压… />…/>做逆park变换，获得隔离电容/>两端的实际电压/>…/>…/>，即/>… />…/>是与/>相加获得的结果，具体地，和/>由图6的过程来获取。其中，/>：被控制对象/>…/>…/>所要达到的理想值，即参考量，根据实际需求人为设定。/>是补偿函数。补偿函数的类型在本专利中不限定，具体的结构与参数是根据实际需求来做计算、实验确定的。/>… />…/>是被控制对象/>…/>…/>经过补偿函数/>后输出的补偿量。/>是对输入值作逆park变化。逆park变化是一种常用的数学坐标运算。/>是逆park变化后得到的值。

步骤S103中的角度转化为将输入的信号将输入信号波形的相角变化度；而反相操作是将输入的信号波形的相位反转180度。

本实施例中，通过图5来获得，/>是电源电压，SOGI-PLL是一种常用的对电网电压进行锁相的技术，本实施例不做具体赘述，通过锁相，可以获得输入网侧电压/>的相位信息。

图4中的PWM的定义与控制部件如下：对第1层级前端转换器里的开关管的开关控制信号；/>对第1层级前端转换器里的开关管/>的开关控制信号；对第/>层级前端转换器里的开关管/>的开关控制信号。/>对第/>层级前端转换器里的开关管/>的开关控制信号。/>对第/>层级前端转换器里的开关管/>开关控制信号。/>对第/>层级前端转换器里的开关管/>的开关控制信号。

其中，均是补偿函数，补偿函数的类型在本专利中不限定，具体的结构与参数是根据实际需求来做计算、实验确定的。/>是经过补偿函数/>的输出值，/>是所要达到的理想值，即参考量。/>是要达到的理想值，即参考量，为0。/>是负载R_o的电流。是/>经过前馈控制后的输出值，前馈控制如下所示：

；

其中，是负载R_o的电压；/>见图7，/>是对输入值作park变换，park变换是一个常见的数学坐标变换。二阶广义积分器SOGI是一种常用的积分器。其传递函数为/>，低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号无法通过的滤波器，本实施例中的具体类型不限。

参照图8，双有源电桥包括第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁、第十二开关管S₁₂、第五二极管D₅、第六二极管D₆、第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九极管D₉、第十二极管D₁₀、第十一二极管D₁₁、第十二二极管D₁₂、电感L、变压器T；其中，第五开关管S₅的集电极与第五二极管D₅的负极端、第七开关管S₇的集电极、第七二极管D₇的负极端及第三输出端电连接，第五开关管S₅的发射极与第五输入端、第五二极管D₅的正极端、第六开关管S₆的集电极电连接、第六二极管D₆的负极端及电感L的第一端电连接；第六开关管S₆的发射极与第六二极管D₆的正极端、第八开关管S₈的发射极及第四输入端电连接；第七开关管S₇的发射极与第七二极管D₇的正极端、第八二极管D₈的负极端、第八开关管S₈的集电极及变压器T的第二端电连接；第九开关管S₉的集电极与第九二极管D₉的负极端、第十一开关管S₁₁的集电极、第十一二极管D₁₁的负极端及第三输出端电连接，第九开关管S₉的发射极与第九二极管D₉的正极端、变压器的第三端第十开关管S₁₀的集电极、第十二极管D₁₀的负极端电连接；第十开关管S₁₀的发射极与第十二极管D₁₀的正极端、第十二开关管S₁₂的发射极、第十二二极管D₁₂的正极端及第四输出端电连接；第十一开关管S₁₁的发射极与变压器T的第四端、第十一二极管D₁₁的正极端、第十二二极管D₁₂的集电极、第十二二极管D₁₂的负极端电连接；电感L的第二端与变压器的第一端电连接；

第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁及第十二开关管S₁₂的基极分别连接第二控制信号。

双有源电桥本质是两个全桥电路和一个变压器组成，传输高频信号，并将高频方波信号还原成工频交流信号。其控制过程如图9所示，即方法步骤S104-108，以下具体说明：

根据隔离负载两端的输出电压/>及输出参考电压/>，获得隔离负载/>两端的输出补偿电压/>；

将输出补偿电压输入至输出电压补偿函数及放大器后，获得隔离负载/>两端的补偿电流/>；

根据隔离负载两端的补偿电流/>、/>个监视器的输出标称电流/>，获得/>个隔离电容/>两端的实际电流/>…/>…/>；

将隔离电容两端的实际电流/>…/>…/>输入电流补偿函数并进行SPS函数及反相处理，获得控制全桥变换器的开关管动作的第二PWM波；

根据第一PWM波及第二PWM波分别控制前端转化器及双有源电桥以实现级联固态变压器的功率平衡。

其中，是被控制对象/>所要达到的理想值，即参考量，根据实际需求人为设定。是补偿函数，其类型在本专利中不限定，具体的结构与参数是根据实际需求来做计算、实验确定的。/>是监视器的输出值，/>是/>经过/>后的输出值SPS PWM是常规函数。

图9中的PWM的定义与控制部件如下：是对第1层级双有源电桥电路里的开关管/>的开关控制信号。/>对第1层级双有源电桥电路里的开关管的开关控制信号。/>是对第i层级双有源电桥电路里的开关管的开关控制信号。/>是对第i层级双有源电桥电路里的开关管的开关控制信号。/>是对第n层级双有源电桥电路里的开关管开关控制信号。/>是对第n层级双有源电桥电路里的开关管的开关控制信号。

图10公开了本实例的监视器结构，其是基于遗传算法的小信号模型建模而成，其建立过程如下式：

；

；

；

；

；

；

；

其中，为积分运算，/>表示补偿系数。具体参数是在实验中调节确定的。/>为补偿函数，本实施例中，补偿函数的类型在本专利中不限定，具体的结构与参数是根据实际需求来做计算、实验确定的。/>双有源电桥电路中变压器T的变压比。/>为双有源电路中的电感，双有源电桥电路的/>的等效电阻，/>表示输出电压平均值，/>为输出电容，/>是双有源电桥电路电流角频率，/>表示中间变量值。通过以上公式，可以求得/>中的/>，即监视器的输出结果。

与现有技术相比，本发明提出了一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，通过设置电路控制前端转化器和双有源电桥，以产生分别控制前端转化器和双有源电桥的第一PWM波和第二PWM波，并通过第一PWM波和第二PWM波分别作用于前端转化器的开关管和双有源电桥的开关管，以实现级联固态变压器的功率平衡，本发明的控制方法简单，可以提高对级联固态变压器进行均衡功率控制的控制效果，降低相应的控制成本。

需要说明的是，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，所述固态变压器的功率主电路采用链式结构，由个基本单元前串后并组成，每个基本单元包括一个前端转化器和一个与所述前端转化器输出端口并联的双有源电桥，其特征在于，包括以下步骤：

根据前端转化器输出端口的隔离电容两端的当前电压及隔离电容两端的参考电压，获得隔离电容两端的补偿电压；

将隔离电容两端的补偿电压做逆park变换，获得隔离电容两端的实际电压；

将隔离电容两端的实际电压进行角度转化及反相处理，获得控制前端转化器的开关管动作的第一PWM波；

根据隔离负载两端的输出电压及输出参考电压，获得隔离负载两端的输出补偿电压；

将输出补偿电压输入至输出电压补偿函数及放大器后，获得隔离负载两端的补偿电流；

根据隔离负载两端的补偿电流、监视器的输出标称电流，获得隔离负载两端的实际电流；

将隔离负载两端的实际电流输入电流补偿函数及SPS函数并进行反相处理，获得控制双有源电桥的开关管动作的第二PWM波；

根据第一PWM波及第二PWM波分别控制前端转化器及双有源电桥以实现级联固态变压器的功率平衡。

2.根据权利要求1所述的一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，其特征在于，前端转化器为全桥变换器，用于将输入工频交流信号变换为高频方波信号。

3.根据权利要求1所述的一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，其特征在于，双有源电桥包括两个全桥电路和一个变压器，用于将输入的高频方波信号还原成工频交流信号。

4.根据权利要求3所述的一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，其特征在于，输出标称电流由公式（1）得到：

（1）；

其中，为监视器/>的输出电流，/>为整数；/>为流过隔离负载/>的电流，是双有源电桥电路的两个全桥电路之间的标称全额定相移角。

5.根据权利要求1所述的一种级联固态变压器的功率平衡控制方法，其特征在于，所述监视器为基于遗传算法的小信号模型。

6.一种级联固态变压器，其特征在于，所述级联固态变压器的功率主电路采用链式结构，由个基本单元前串后并组成，每个基本单元包括一个前端转化器和一个与所述前端转化器输出端口并联的双有源电桥；

所述前端转化器包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄；其中，第一开关管S₁的集电极与第一二极管D₁的负极端、第三开关管S₃的集电极、第三二极管D₁的负极端及第一输出端电连接，第一开关管S₁的发射极与第一输入端、第一二极管D₁的正极端、第二开关管S₂的集电极及第二二极管D₂的负极端电连接；第二开关管S₂的发射极与第二二极管D₁的正极端、第四开关管S₄的发射极及第二输出端电连接；第三开关管S₃的发射极与第三二极管D₁的正极端、第二输入端、第四二极管D₁的负极端及第四开关管S₄的集电极电连接；第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃及第四开关管S₄的基极分别连接第一控制信号；

双有源电桥包括第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁、第十二开关管S₁₂、第五二极管D₅、第六二极管D₆、第七二极管D₇、第八二极管D₈、第九极管D₉、第十二极管D₁₀、第十一二极管D₁₁、第十二二极管D₁₂、电感L、变压器T；其中，第五开关管S₅的集电极与第五二极管D₅的负极端、第七开关管S₇的集电极、第七二极管D₇的负极端及第三输出端电连接，第五开关管S₅的发射极与第五输入端、第五二极管D₅的正极端、第六开关管S₆的集电极电连接、第六二极管D₆的负极端及电感L的第一端电连接；第六开关管S₆的发射极与第六二极管D₆的正极端、第八开关管S₈的发射极及第四输入端电连接；第七开关管S₇的发射极与第七二极管D₇的正极端、第八二极管D₈的负极端、第八开关管S₈的集电极及变压器T的第二端电连接；第九开关管S₉的集电极与第九二极管D₉的负极端、第十一开关管S₁₁的集电极、第十一二极管D₁₁的负极端及第三输出端电连接，第九开关管S₉的发射极与第九二极管D₉的正极端、变压器的第三端第十开关管S₁₀的集电极、第十二极管D₁₀的负极端电连接；第十开关管S₁₀的发射极与第十二极管D₁₀的正极端、第十二开关管S₁₂的发射极、第十二二极管D₁₂的正极端及第四输出端电连接；第十一开关管S₁₁的发射极与变压器T的第四端、第十一二极管D₁₁的正极端、第十二二极管D₁₂的集电极、第十二二极管D₁₂的负极端电连接；电感L的第二端与变压器的第一端电连接；

第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第九开关管S₉、第十开关管S₁₀、第十一开关管S₁₁及第十二开关管S₁₂的基极分别连接第二控制信号。

7.根据权利要求6所述的一种级联固态变压器，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号均为PWM波信号。