【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及七电平逆变电路控制，具体涉及一种七电平逆变电路及其控制方法。
技术介绍
1、随着工业的不断发展，对电源的性能要求也随之增高，七电平逆变电路的研究也越来越深入，七电平逆变电路的断续导通模式（discontinuous conduction mode, dcm）和临界导通模式（boundary conduction mode, bcm）不需要辅助电路就可以实现开关管的软开关，且逆变侧所需的电感量较连续导通模式（contunuous conduction mode, ccm）更小，但bcm开关频率不固定，控制困难，低频谐波难以滤除，且电流应力较大；dcm频率固定但电流应力更大，会造成较大的通态损耗。
技术实现思路
1、技术目的：针对现有的七电平逆变电路工作模式中存在的不足，本专利技术公开了一种七电平逆变电路及其控制方法，能够根据期望七电平逆变电路工作状态选择合理的工作模式，轻载时工作于dcm，重载时工作于梯形导通模式(trapezium conduction mode,tpcm)，实现固定频率工作，dcm与tpcm相结合的控制方式，有效降低电流应力，减少低频谐波。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种七电平逆变电路，包括：
4、输入直流电源，用于提供直流电压vdc；
5、高频电平选择桥臂，正极性输入端与输入直流电源的正极相连接，负极性输入端与输入直流电源的负极相连接，输出端与逆变侧电感的正
6、低频变极桥臂，正极性输入端与高频电平选择桥臂的正极性输入端相连接，负极性输入端与高频电平选择桥臂的负极性输入端相连接，桥臂中点处与滤波电容的负极相连接，用于单电源双极性逆变，低频变极桥臂与高频电平选择桥臂构成逆变桥臂，用于输出0、vdc/4、vdc/2、vdc、-vdc/4、-vdc/2、-vdc七种电压等级；
7、逆变侧电感l，其负极与滤波电容c0的正极相连接，正极与高频电平选择桥臂的输出端相连接；
8、滤波电容c0，其正极接负载正极，负极接负载负极，用于滤除高频电平选择桥臂工作频率的谐波，输出期望频率的输出电压vg。
9、本专利技术还提供一种七电平逆变电路的控制方法，用于控制以上所述的一种七电平逆变电路，包括：
10、采样输出电压vg和输出电流ig，并将输出电流ig与期望输出的参考电流iref相比较获得误差信号；
11、将误差信号输入至pid调节器，通过pid算法计算出期望的逆变桥臂输出电荷量qb；
12、根据期望的逆变桥臂输出电荷量qb、逆变侧电感l和当前的输出电压vg，进行工作模式选择；
13、根据选择的工作模式，计算各功率开关管占空比；
14、各功率开关管的占空比控制逆变桥臂输出电荷量，经过滤波电容输出期望的电压和电流。
15、有益效果：本专利技术的所提供的一种七电平逆变电路及其控制方法具有如下有益效果：
16、本专利技术的七电平逆变电路中的高频电平选择桥臂和低频变极桥臂共同构成逆变桥臂，通过调整高频电平选择桥臂中的功率开关管的开关，可以使得高频电平选择桥臂输出不同的电平，同时通过控制低频变极桥臂中功率开关管的开关，能够选择输出极性不同的电平，两者结合从而使得逆变桥臂能够输出0、vdc/4、vdc/2、vdc、-vdc/4、-vdc/2、-vdc七种电平，使得七电平逆变电路能够更精细地控制输出电压，满足不同应用场景的需求，提高了系统的适用性和灵活性。
17、本专利技术通过电荷量控制能够选择七电平逆变电路的工作模式，使得七电平逆变电路工作在混合导通模式（dcm和tpcm），从而七电平逆变电路能够在不同负载条件下优化电流波形，轻载时工作于dcm，重载时工作于tpcm，特别是在重载时工作于tpcm，可以在固定频率下实现临界连续导通模式，有效降低逆变侧电感的电流幅值，减少电流应力，减少低频谐波，从而提高七电平逆变电路的效率和可靠性。
18、本专利技术根据工作模式计算各开关管占空比，使得开关管在最合适的时间点进行通断操作，从而减少开关损耗和通态损耗，能够快速响应负载变化，保持输出电压和电流的稳定性。
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1.一种七电平逆变电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种七电平逆变电路，其特征在于，高频电平选择桥臂由第一储能电容C1、第二储能电容C2、第三储能电容C3、第四储能电容C4、第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、第五功率开关管Q5、第六功率开关管Q6、第七功率开关管Q7、第八功率开关管Q8、第一功率二极管D1和第二功率二极管D2组成；
3.根据权利要求1所述的一种七电平逆变电路，其特征在于，低频变极桥臂是第三功率开关管Q3和第四功率开关管Q4串接组成的电源变极桥，第三功率开关管Q3的漏极与与高频电平选择桥臂的正极性输入端相连接，第三功率开关管Q3的源极与第四功率开关管Q4的漏极相连接，第四功率开关管Q4的源极与高频电平选择桥臂的负极性输入端相连接。
4.一种七电平逆变电路的控制方法，用于控制如权利要求1-3任一项所述的一种七电平逆变电路，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的一种七电平逆变电路的控制方法，其特征在于，输出电压Vg分为正极性和负极性，每个极性下七电平逆变电路分别包含八种工作模式，且输出电压Vg为
6.根据权利要求5所述的一种七电平逆变电路的控制方法，其特征在于，根据期望的逆变桥臂输出电荷量Qb、逆变侧电感L和当前的输出电压Vg，进行工作模式选择包括：
7.根据权利要求6所述的一种七电平逆变电路的控制方法，其特征在于，在输出电压Vg为正极性时，七电平逆变电路的八种工作模式分别为：
8.根据权利要求6所述的一种七电平逆变电路的控制方法，其特征在于，所述判例1为：；判例2为：；判例3为：；判例4为：，式中fs表示高频电平选择桥臂的开关频率。
...【技术特征摘要】
1.一种七电平逆变电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种七电平逆变电路，其特征在于，高频电平选择桥臂由第一储能电容c1、第二储能电容c2、第三储能电容c3、第四储能电容c4、第一功率开关管q1、第二功率开关管q2、第五功率开关管q5、第六功率开关管q6、第七功率开关管q7、第八功率开关管q8、第一功率二极管d1和第二功率二极管d2组成；
3.根据权利要求1所述的一种七电平逆变电路，其特征在于，低频变极桥臂是第三功率开关管q3和第四功率开关管q4串接组成的电源变极桥，第三功率开关管q3的漏极与与高频电平选择桥臂的正极性输入端相连接，第三功率开关管q3的源极与第四功率开关管q4的漏极相连接，第四功率开关管q4的源极与高频电平选择桥臂的负极性输入端相连接。
4.一种七电平逆变电路的控制方法，用于控制如权利要求1-3任一项所述的一种七电平逆变电路，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的...
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