一种1字型多电平电路的调制方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种1字型多电平电路的调制方法和装置，该方法包括：在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，以实现可靠的自举驱动。

【技术实现步骤摘要】
一种1字型多电平电路的调制方法和装置
本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种1字型多电平电路的调制方法和装置。
技术介绍
现有的1字形多电平电路大多是采用隔离驱动电路来驱动开关管。相较于隔离驱动电路，自举驱动电路不仅具有结构简单、体积小、效率高且廉价等优点，还可以降低隔离驱动电源的路数，进而降低辅助电源的成本和体积，但受制于1字形多电平电路现有的调制方法，在实际应用时往往会出现自举驱动电荷不足的问题。以图1所示的采用自举驱动电路的1字型三电平电路为例，其中，开关管Q1、Q2是串联在正母线V+与桥臂中点A之间的高、低压管，开关管Q3、Q4是串联在桥臂中点A与负母线V-之间的高、低压管；VHi、VLi为辅助电源；自举电容CHi、CLi用于存储驱动能量，在同桥臂低压管开通时充电(在实际应用时，该充电回路也可串入一定的限流电阻，图1未示出)，并在同桥臂高压管导通时提供驱动能量。1字型三电平电路现有的调制方法如图2所示：在调制波Vr正半周，Q1的驱动信号Vg1正弦调制、Q2的驱动信号Vg2置高、Q3的驱动信号Vg3与Vg1互补、Q4的驱动信号Vg4置低；在调制波Vr负半周，Vg1置低、Vg4正弦调制、Vg2与Vg4互补、Vg3置高。此调制方法具有通用性，不论纯有功工况和无功工况均能适用，但是在调制波Vr正半周Q3高频工作Q4常关，自举电容CLi能量不足而无法驱动Q3，导致系统无法采用自举驱动。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种1字型多电平电路的调制方法和装置，以实现可靠的自举驱动。一种1字型多电平电路的调制方法，包括：在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间。其中，当所述1字型多电平电路为1字型三电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，包括：在调制波的正半周：Vg1正弦调制；Vg2置高；Vg3在0＜Vr≤VRQ处与Vg1互补、在Vr＞VRQ处置低；Vg4在Vr＞VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动；在调制波的负半周：Vg1置低；Vg4正弦调制；Vg2与Vg4互补；Vg3置高；其中，Vg1～Vg4分别表示开关管Q1～Q4的驱动信号，开关管Q1、Q2是串联在正母线与桥臂中点之间的高、低压管，开关管Q3、Q4是串联在桥臂中点与负母线之间的高、低压管；Vr为调制波的幅值；M为调制比，PF为功率因数。其中，当所述1字型多电平电路为1字型三电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，包括：在调制波的正半周：Vg1正弦调制；Vg2置高；Vg3在0＜Vr≤VRQ处与Vg1互补、在Vr＞VRQ处置低；Vg4在Vr＞VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动；在调制波的负半周：Vg1置低；Vg4正弦调制；Vg2在0＜|Vr|≤VRQ处与Vg4互补、在|Vr|＞VRQ处置低；Vg3置高；其中，Vg1～Vg4分别表示开关管Q1～Q4的驱动信号，开关管Q1、Q2是串联在正母线与桥臂中点之间的高、低压管，开关管Q3、Q4是串联在桥臂中点与负母线之间的高、低压管；Vr为调制波的幅值；M为调制比，PF为功率因数。其中，所述Vg4在Vr＞VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动，包括：Vg4在Vr＞VRQ处与Vg1互补，在0＜Vr≤VRQ处置低。其中，所述Vg4在Vr＞VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动，包括：Vg4在VRQ＜Vr≤(VRQ+Vcom)处与Vg1互补，在其余处置低；Vcom为足以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动时所对应的最小取值。其中，当所述1字型多电平电路为1字型双Buck五电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，包括：当|PF|＞PF0时，在调制波的正半周：+1电平期间Q1常关，Q2进行PWM调制，Q3与Q1互补导通，Q4与Q2互补导通；+2电平期间Q1进行PWM调制，Q2常开，Q3常关，Q4与Q2互补导通；当|PF|＞PF0时，在调制波的负半周：-1电平期间Q4常关，Q3进行PWM调制，Q1与Q3互补导通，Q2与Q4互补导通；-2电平期间Q4进行PWM调制，Q3常开，Q1与Q3互补导通，Q2常关；当|PF|≤PF0时，在调制波的正半周：+1电平期间Q1常关，Q2进行PWM调制，Q3与Q1互补导通，Q4与Q2互补导通；+2电平期间Q1进行PWM调制，Q2常开，Q3在0.5＜Vr≤VRQ处与Q1互补导通、在其余处常关，Q4在VRQ＜Vr≤(VRQ+Vcom)处与Q1互补导通、在其余处与Q2互补导通；当|PF|≤PF0时，在调制波的负半周：-1电平期间Q4常关，Q3进行PWM调制，Q1与Q3互补导通，Q2与Q4互补导通；-2电平期间Q4进行PWM调制，Q3常开，Q1与Q3互补导通，Q2在0.5＜|Vr|≤VRQ处与Q1互补导通、在其余处常关；其中，开关管Q1、Q2是串联在正母线与桥臂中点之间的高、低压管，开关管Q3、Q4是串联在桥臂中点与负母线之间的高、低压管；Vr为调制波的幅值；M为调制比，PF为功率因数；VRQ与Vcom的取值以足以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动为准来设置。其中，当所述1字型多电平电路为1字型双Buck五电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中开关管的电压应力不超出上限的前提下，断开所述1字型多电平电路仅输出有功功率时仍开通的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，增加低压管的导通时间，包括：当|PF|＞PF0时，在调制波的正半周：+1电平期间Q1常关，Q2进行PWM调制，Q3与Q1互补导通，Q4与Q2互补导通；+2电平期间Q1进行PWM调制，Q2常开，Q3常关，Q4在部分区间内与Q1互补导通、在其余区间与Q2互补导通；当|PF|＞PF0时，在调制波的负半周：-1电平期间Q4常关，Q3进行PWM调制，Q1与Q3互补导通，Q2与Q4互补导通；-2电平期间Q4进行PWM调制，Q3常开，Q1与Q3互补导通，Q2常关；当|PF|≤PF0时，在调制波的正半周：+1电平期间Q1常关，Q2进行PWM调制，Q3与Q1互补导通，Q4与Q2互补导通；+2电平期间Q1进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1字型多电平电路的调制方法，其特征在于，包括：在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间。

【技术特征摘要】
1.一种1字型多电平电路的调制方法，其特征在于，包括：在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间。2.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于，当所述1字型多电平电路为1字型三电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，包括：在调制波的正半周：Vg1正弦调制；Vg2置高；Vg3在0＜Vr≤VRQ处与Vg1互补、在Vr>VRQ处置低；Vg4在Vr>VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动；在调制波的负半周：Vg1置低；Vg4正弦调制；Vg2与Vg4互补；Vg3置高；其中，Vg1～Vg4分别表示开关管Q1～Q4的驱动信号，开关管Q1、Q2是串联在正母线与桥臂中点之间的高、低压管，开关管Q3、Q4是串联在桥臂中点与负母线之间的高、低压管；Vr为调制波的幅值；M为调制比，PF为功率因数。3.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于，当所述1字型多电平电路为1字型三电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，包括：在调制波的正半周：Vg1正弦调制；Vg2置高；Vg3在0＜Vr≤VRQ处与Vg1互补、在Vr>VRQ处置低；Vg4在Vr>VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动；在调制波的负半周：Vg1置低；Vg4正弦调制；Vg2在0＜|Vr|≤VRQ处与Vg4互补、在|Vr|>VRQ处置低；Vg3置高；其中，Vg1～Vg4分别表示开关管Q1～Q4的驱动信号，开关管Q1、Q2是串联在正母线与桥臂中点之间的高、低压管，开关管Q3、Q4是串联在桥臂中点与负母线之间的高、低压管；Vr为调制波的幅值；M为调制比，PF为功率因数。4.根据权利要求2或3所述的调制方法，其特征在于，所述Vg4在Vr>VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动，包括：Vg4在Vr>VRQ处与Vg1互补，在0＜Vr≤VRQ处置低。5.根据权利要求2或3所述的调制方法，其特征在于，所述Vg4在Vr>VRQ的全部或部分区间内与Vg1互补，在其余处置低，以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动，包括：Vg4在VRQ<Vr≤(VRQ+Vcom)处与Vg1互补，在其余处置低；Vcom为足以支撑开关管Q4与Q3之间完成自举驱动时所对应的最小取值。6.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于，当所述1字型多电平电路为1字型双Buck五电平电路时，所述在不影响调制结果以及保证1字型多电平电路中各开关管电压应力不超限的前提下，关闭所述1字型多电平电路中处于空闲状态的全部或部分无功通道，并在所述1字型多电平电路的自举驱动电荷低于预设标准时，在预设调制区间内增加低压管的导通时间，包括：当|PF|>PF0时，在调制波的正半周：+1电平期间Q1常关，Q2进行PWM调制，Q3与Q1互补导通，Q4与Q2互补导通；+2电平期间Q1进行PWM调制，Q2常开，Q3常关，Q4与Q2互补导通；当|PF|>PF0时，在调制波的负半周：-1电平期间Q4常关，Q3进行PWM调制，Q1与Q3互补导通，Q2与Q4互补导通；-2电平期间Q4进行PWM调制，Q3常开，Q1与Q3互补导通，Q2常关；当|PF|≤PF0时，在调制波的正半周：+1电平期间Q1常关，Q2进行PWM调制，Q3与Q1互补导通，Q4与Q2互...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝其，崔开涌，薛丽英，胡兵，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34