一种少开关五电平电压源型逆变装置及其控制方法

专利名称：一种少开关五电平电压源型逆变装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种多电平电压源型逆变的技术领域。
背景技术：
近年来，随着电力电子和控制技术的全面发展，电力电子装置已经被 广泛使用。人们对电力电子装置的高压、大功率、高频化、低谐波扰动的 要求越来越强烈。多电平逆变器具有功率容量大、开关频率低、输出谐波 小、响应速度快、电磁兼容性好等特点。并可以使耐压值较低的全控型电
力电子器件可靠应用于高压大功率领域，并有效减少PWM控制产生的高次 谐波，但是，多电平功率变换电路的拓扑结构和控制方法较为复杂，抑制 了多电平逆变器在实际中的推广使用。

发明内容
本发明的目的是为了解决现有多电平功率变换电路的拓扑结构和控制 方法较为复杂，而抑制了多电平逆变器在实际中推广使用的问题。进而提 供一种少开关五电平电压源型逆变装置及其控制方法。
本发明的装置包括整流全桥B、电解电容C1、电解电容C2、 IGBT1、 IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6、电感L、 DSP电路1、驱动/光
电隔离电路2;
整流全桥B的两个交流输入端连接交流电源输出端，整流全桥B的正 极端、电解电容C1的正极端连接IGBT1的集电极，电解电容C1的负极端、 IGBT2的发射极连接电解电容C2的正极端，IGBT2的集电极、IGBT1的 发射极、IGBT3的集电极连接IGBT5的集电极，IGBT3的发射极、IGBT4 的集电极连接电感L的一端，电感L的另一端为第一输出端，IGBT5的发 射极连接IGBT6的集电极并为第二输出端，IGBT4的发射极、IGBT6的发 射极、电解电容C2的负极端连接整流全桥B的负极端，IGBT1的栅极、 IGBT2的栅极、IGBT3的栅极、IGBT4的栅极、IGBT5的栅极、IGBT6的 栅极分别连接驱动/光电隔离电路2的六个驱动控制信号输出端，驱动/光电
隔离电路2的控制信号输入总线端连接DSP电路1的控制信号输出总线端。 本发明的少开关五电平电压源型逆变控制方法步骤为 步骤一、整个装置加电启动，设/。 /,8为正弦波的正半波与三角波相交
叉的时刻，《~ "s为正弦波的负半波与三角波相交叉的时刻；
步骤二、在时刻r。时，DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT4 和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3禾卩IGBT5截止，保持到时刻r,时 DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/2时DSP电路1通过驱动/光电 隔离电路2控制IGBT4和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3禾卩IGBT5 截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3禾B IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻 4时 DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻J寸DSP电路1通过驱动/光电 隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1 、 IGBT4和IGBT5 截止，保持到时刻 6时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT3禾卩IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4禾卩IGBT5截止，保持到时刻^时 DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻"时DSP电路1通过驱动/光电 隔离电路2控制IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4禾卩IGBT5 截止，达到正弦波的正半波的最大值；
步骤三、保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4禾口 IGBT5截止，保持到时 刻,J寸DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、IGBT3和IGBT6 导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/,,时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和 IGBT5截止，保持到时刻/|2时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4禾口 IGBT5截止，保持到时 刻63时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、IGBT3和IGBT6 导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保到时刻/|4时DSP电路1通过驱
动/光电隔离电路2控制IGBTl、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和 IGBT5截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT3禾口IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4禾卩IGBT5截止，保持到时 刻 ,6时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT4和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5截止，保持到时刻/|7时DSP电路1通过 驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4 和IGBT5截止，保持到时刻/|8时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT4和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5截止，达到正弦 波的正半波向负半波的过零点；
步骤四、保持到时刻/;时，DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻《时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT3和IGBT5导通， IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和IGBT6截止，保持到时刻/;时DSP电路1通过 驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4禾口 IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3 和IGBT6截止，保持到时刻/;时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻0寸DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT1、 IGBT3禾niGBT6截止，保持到时刻/:时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和 IGBT6截止，保持到时刻/;时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻《时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1 、 IGBT3和 IGBT6截止，达到正弦波的负半波的最大值；
步骤五、保持到时刻/;。时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻"2时DSP电路1通过驱
动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和 IGBT6截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT4禾卩IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时 刻C时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1 、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻/;5时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和 IGBT6截止，保持到时刻C时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT3和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和IGBT6截止，保持到时 刻/,'7时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT1、 IGBT3禾niGBT6截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT3和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和 IGBT6截止，达到正弦波的负半波向正半波的过零点； 步骤六、返回运行步骤二。
本发明的电路结构所使用的元器件数量少，其控制方法简单、反映速 度快，而实现了制造成本低廉、寿命长、容易维护检修的优点，进而能大 量推广使用。本发明的主要特点为
1、 所需要的功率开关器件少。该发明是在传统的H桥电压源逆变器的 基础上增加两个功率开关。这样，由这六个功率开关，就可以实现在交流 侧输出五种不同的电平。
2、 无需钳位二极管和钳位电容。本发明提出的电路拓扑结构不需要钳 位二极管和钳位电容。减少了器件的使用数量，简化了电路结构。
3、 控制简单。由于开关器件少、没有钳位二极管和钳位电容等特点， 而且该电路拓扑结构可以分成两个部分由IGBT1和IGBT2组成的第一部 分；由IGBT3、 IGBT4、 IGBT5和IGBT6组成的传统H桥型逆变器。这两 个部分的作用不同，其中第一部分负责控制逆变器交流输出端电压为±￡ 或为±2￡;而具体的输出极性(即+ 、 一号的选取)由第二部分负责控制。 所以对该电路的控制比较简单，根据不同的需要，分别控制。


图1为本发明装置的整体电路结构示意图，图2是本发明的控制方法中/。~/18、"时刻点的选取规则示意图，图3是具体实例(逆变器)的输出 电压波形图，图4是具体实例(逆变器)的负载电阻两端的电压波形图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合附图1说明本实施方式，本实施方式由整流全
桥B、电解电容C1、电解电容C2、 IGBT1(绝缘栅双极晶体管)、IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6、电感L、 DSP电路1、驱动/光电隔离电 路2组成；
整流全桥B的两个交流输入端连接交流电源输出端，整流全桥B的正 极端、电解电容C1的正极端连接IGBT1的集电极，电解电容C1的负极端、 IGBT2的发射极连接电解电容C2的正极端，IGBT2的集电极、IGBT1的 发射极、IGBT3的集电极连接IGBT5的集电极，IGBT3的发射极、IGBT4 的集电极连接电感L的一端，电感L的另一端为第一输出端，IGBT5的发 射极连接IGBT6的集电极并为第二输出端，IGBT4的发射极、IGBT6的发 射极、电解电容C2的负极端连接整流全桥B的负极端，IGBT1的栅极、 IGBT2的栅极、IGBT3的栅极、IGBT4的栅极、IGBT5的栅极、IGBT6的 栅极分别连接驱动/光电隔离电路2的六个驱动控制信号输出端，驱动/光电 隔离电路2的控制信号输入总线端连接DSP电路1的控制信号输出总线端。
它的少开关五电平电压源型逆变控制方法步骤为
步骤一、整个装置加电启动，设/。
|8为正弦波的正半波与三角波相交 叉的时刻，/;~"8为正弦波的负半波与三角波相交叉的时刻；
、 ,18、" &的选取规则为(结合附图2说明)采用四个具有相同频 率厶和相同峰一峰值的三角波(a」、化、6,、 与一个频率为/ ,、幅值为《 的正弦波相比较；三角波A、化的幅值大于零，"2的最小值等于^的最大 值，并且同时由各自的平均值点开始正向增加；三角波&和&的幅值小于 零，^的最大值等于Z),的最小值，并且同时由平均值点开始负向增加，在 正弦波与载波相交叉的时刻，即为/。^|8、" "8;
步骤二、在时刻f。时，DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT4 和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5截止，保持到时刻/,时 DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，
IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电 隔离电路2控制IGBT4禾口IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5
截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3禾P IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4禾卩IGBT5截止，保持到时刻"时 DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1 、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电 隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3禾口IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5 截止，保持到时刻,6时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻 7时 DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/,时DSP电路1通过驱动/光电 隔离电路2控审UIGBT1、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5 截止，达到正弦波的正半波的最大值；
歩骤三、保持到时刻f。时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT3禾n IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时 刻/,。时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、IGBT3和IGBT6 导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/,,时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1 、 IGBT4和 IGBT5截止，保持到时刻/12时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT1、 IGBT3禾口 IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4禾H IGBT5截止，保持到时 刻/,3时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制〖GBT2、 IGBT3和IGBT6 导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/|4时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBTl、 IGBT3禾卩IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和 IGBT5截止，保持到时刻,|5时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT3禾卩IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时 刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT4和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT2、 IGBT3禾卩IGBT5截止，保持到时刻〖|7时DSP电路1通过 驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4 和IGBT5截止，保持到时刻/,8时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT4和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3禾Q IGBT5截止，达到正弦
波的正半波向负半波的过零点(模拟出完整的正弦波的正半波)；
步骤四、保持到时刻《时，DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT4禾口IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时 刻f;时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT3和IGBT5导通， IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和IGBT6截止，保持到时刻/;时DSP电路1通过 驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3 和IGBT6截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT1、 IGBT4禾Q IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时 亥化时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT1、 IGBT3禾niGBT6截止，保持到时刻《时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和 IGBT6截止，保持到时刻/;时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻"时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT1、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻"时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和 IGBT6截止，达到正弦波的负半波的最大值；
步骤五、保持到时刻"。时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻/:,时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5 导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻^时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBTl、 IGBT4禾卩IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时刻《3时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时 刻C时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBTl、IGBT4和IGBT5 导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻<5时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT2、 IGBT4禾卩IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时刻(时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制 IGBT3禾niGBT5导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT4禾IHGBT6截止，保持到时 刻C时DSP电路1通过驱动/光电隔离电路2控制IGBT2、IGBT4和IGBT5
导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻<8时DSP电路1通过驱 动/光电隔离电路2控制IGBT3和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和
IGBT6截止，达到正弦波的负半波向正半波的过零点(模拟出完整的正弦波 的正半波)；
步骤六、返回运行步骤二。
具体实施方式
二结合附图1说明本实施方式，本实施方式在具体实 施方式一的基础上增加有电流互感器L1、电流互感器L2、电流过载保护电 路3;
电流互感器Ll设置在整流全桥B的负极端上，电流互感器L2设置在 逆变装置的第二输出端上，电流互感器Ll的信号输出端、电流互感器L2 的信号输出端分别连接电流过载保护电路3的两个信号输入端，电流过载 保护电路3的控制信号输出端连接DSP电路1的电流过载保护控制信号输 入端。
本实施方式能实现对IGBT1、 IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6 的电流过载、电流冲击的保护，在输出端负载短路时关闭IGBT1、 IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6，而保护其不被损坏烧毁。
所述IGBT1、 IGBT2、 IGBT3、 IGBT4、 IGBT5、 IGBT6选用的型号都 为富士的绝缘栅双极晶体管IGBT模块2MBI25L-120， DSP电路1选用的 型号为TMS320F2812，驱动/光电隔离电路2选用的型号为三菱公司的 M57962。
具体实例为功率开关管选取富士的IGBT1 6模块为2MBI25L-120， 最大承压为1200伏，最大过流为25安。驱动/光电隔离电路2主要采用三 菱公司的M57962，并在此基础上构建驱动及其保护电路。逆变器的滤波电 感L为10mH，整流全桥B的直流侧电压为￡^=&2=15(^，开关频率为 1075Hz。 DSP电路1控制单元核心由TMS320F2812构成。结合图3、图4 说明，共有五种不图的电平输出(0， ±150F， 士300PO。并对其做频谱分析， 计算到19次谐波，经过计算得到其THD = 9.50%，其谐波主要集中在15 次和17次。由图4可以看出经过滤波电感后的负载电阻电压己经比较接近 于正弦。对图4所示的电压波形做频谱分析，最高谐波分析到19次谐波， 经过计算得到其THD=4.06%。
权利要求
1、一种少开关五电平电压源型逆变装置，它包括整流全桥B、电解电容C1、电解电容C2、IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6、电感L、DSP电路(1)、驱动/光电隔离电路(2)；其特征在于整流全桥B的两个交流输入端连接交流电源输出端，整流全桥B的正极端、电解电容C1的正极端连接IGBT1的集电极，电解电容C1的负极端、IGBT2的发射极连接电解电容C2的正极端，IGBT2的集电极、IGBT1的发射极、IGBT3的集电极连接IGBT5的集电极，IGBT3的发射极、IGBT4的集电极连接电感L的一端，电感L的另一端为第一输出端，IGBT5的发射极连接IGBT6的集电极并为第二输出端，IGBT4的发射极、IGBT6的发射极、电解电容C2的负极端连接整流全桥B的负极端，IGBT1的栅极、IGBT2的栅极、IGBT3的栅极、IGBT4的栅极、IGBT5的栅极、IGBT6的栅极分别连接驱动/光电隔离电路(2)的六个驱动控制信号输出端，驱动/光电隔离电路(2)的控制信号输入总线端连接DSP电路(1)的控制信号输出总线端。
2、 根据权利要求l所述的一种少开关五电平电压源型逆变装置，其特 征在于它增加有电流互感器L1、电流互感器L2、电流过载保护电路(3);电流互感器Ll设置在整流全桥B的负极端上，电流互感器L2设置在 逆变装置的第二输出端上，电流互感器Ll的信号输出端、电流互感器L2 的信号输出端分别连接电流过载保护电路(3)的两个信号输入端，电流过载 保护电路(3)的控制信号输出端连接DSP电路(l)的电流过载保护控制信号 输入端。
3、 一种少开关五电平电压源型逆变控制方法，其特征在于它的方法步 骤为步骤一、整个装置加电启动，设 。4|8为正弦波的正半波与三角波相交 叉的时刻，~ /;8为正弦波的负半波与三角波相交叉的时刻；步骤二、在时刻f。时，DSP电路(1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT4 和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5截止，保持到时刻/,时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/2时DSP电路(l)通过驱动/光电 隔离电路(2)控制IGBT4和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5 截止，保持到时刻^时DSP电路(1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3禾n IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻r,时 DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT2、 IGBT4禾BIGBT5截止，保持到时刻/5时DSP电路(l)通过驱动/光电 隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5 截止，保持到时刻/6时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/7时 DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通， IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻/8时DSP电路(l)通过驱动/光电 隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT3禾口 IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4禾口 IGBT5 截止，达到正弦波的正半波的最大值；步骤三、保持到时刻^时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制 IGBT2、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4禾卩IGBT5截止，保持到时 刻/,。时DSP电路(1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、IGBT3和IGBT6 导通，IGBT2、 IGBT4禾tlIGBT5截止，保持到时刻^时DSP电路(l)通过驱 动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3禾n IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4 和IGBT5截止，保持到时刻/12时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控 制IGBT1、 IGBT3和IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到 时刻^时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3和 IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻 14时DSP电路(l) 通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT3禾卩IGBT6导通，IGBT2、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻叭5时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电 路(2)控制IGBT2、 IGBT3禾n IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4禾卩IGBT5截止， 保持到时刻/|6时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT4和 IGBT6导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT3和IGBT5截止，保持到时刻』时DSP 电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT3禾口 IGBT6导通，IGBT1、 IGBT4和IGBT5截止，保持到时刻^时DSP电路(l)通过驱动/光 电隔离电路(2)控制IGBT4和IGBT6导通，IGBT1 、IGBT2、IGBT3和IGBT5截止，达到正弦波的正半波向负半波的过零点；步骤四、保持到时刻《时，DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制 IGBT2、 IGBT4禾口 IGBT5导通，IGBT1 、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时 刻《时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT3和IGBT5导通， IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和IGBT6截止，保持到时刻,;时DSP电路(l)通过 驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3 和IGBT6截止，保持到时刻"时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控 制IGBT1、 IGBT4禾口 IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到 时刻"时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT4和 IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3禾卩IGBT6截止，保持到时刻《时DSP电路(l) 通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻/;时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电 路(2)控制IGBT2、 IGBT4禾口 IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止， 保持到时刻"时DSP电路(1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT4 和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3禾P IGBT6截止，保持到时刻《时DSP电路 (1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT4禾口IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，达到正弦波的负半波的最大值；步骤五、保持到时刻"。时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制 IGBT1、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3禾卩IGBT6截止，保持到时 刻/;,时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、IGBT4和IGBT5 导通，IGBT1、 IGBT3禾PIGBT6截止，保持到时刻"2时DSP电路(l)通过驱 动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT4禾口 IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3 和IGBT6截止，保持到时刻"3时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控 制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到 时刻C时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1、 IGBT4和 IGBT5导通，IGBT2、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻《5时DSP电路(l) 通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、 IGBT4和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3和IGBT6截止，保持到时刻4时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电 路(2)控制IGBT3和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和IGBT6截止，保持到时刻/,'7时DSP电路(l)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT2、IGBT4 和IGBT5导通，IGBT1、 IGBT3禾口 IGBT6截止，保持到时刻C时DSP电路 (1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT3禾niGBT5导通，IGBT1、 IGBT2、 IGBT4和IGBT6截止，达到正弦波的负半波向正半波的过零点； 歩骤六、返回运行步骤二。
4、根据权利要求3所述的一种少开关五电平电压源型逆变控制方法，其特征在于它的方法步骤一中所述/。"18、" 4的选取规则为采用四个具 有相同频率厶和相同峰一峰值的三角波(a,、"2、 &、 与一个频率为/，,、 幅值为《的正弦波相比较；三角波",、"2的幅值大于零，fl2的最小值等于 A的最大值，并且同时由各自的平均值点开始正向增加；三角波6,和&的 幅值小于零，^的最大值等于6,的最小值，并且同时由平均值点开始负向 增加，在正弦波与载波相交叉的时刻，即为~~,|8、" "8。
全文摘要
一种少开关五电平电压源型逆变装置及其控制方法，它涉及一种多电平电压源型逆变的技术领域。它是为了解决现有多电平功率变换电路的拓扑结构和控制方法较为复杂，而抑制了多电平逆变器在实际中推广使用的问题。它的C1～C2串联后跨接在整流全桥B的两个输出端上，整流全桥B的一个输出端通过IGBT1～2接成的电压控制组件连接由IGBT3～6接成的H桥型组件的一个输入端，H桥的另一个输入端接整流全桥B的另一个输出端。它的方法步骤为设t₀～t₁₈，t₁′～t₁₈′为正弦波的正半波、负半波与三角波相交叉的时刻；DSP电路(1)通过驱动/光电隔离电路(2)控制IGBT1～6按t₀～t₁₈、t₁′～t₁₈′时刻相应导通与关闭。本发明的电路结构所使用的元器件数量少，其控制方法简单、反映速度快，而能大量推广使用。
文档编号H02M7/537GK101174801SQ20071014452
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者曾繁鹏 申请人:黑龙江工商职业技术学院