钳位型变换器、钳位型变换器的控制方法及装置与流程

本技术涉及电力电子，特别是涉及一种钳位型变换器、钳位型变换器的控制方法及装置。

背景技术：

1、随着配电网分布式光伏、储能、充电桩等非线性电力电子装置的增加，配电网谐波含量高、无功缺额大等电能质量问题愈发严峻。相应的，有源电力滤波器、静止无功补偿器等电能质量治理装置的性能优化逐步受到关注。

2、相关技术中，电能治理装置通常基于硅(silicon，si)基器件和碳化硅(siliconcarbide,sic)基器件，碳化硅基器件相比于硅基器件输出性能更强但成本更高。因此，可以基于碳化硅基器件和硅基器件构建混合的多电平变换器，来实现与全sic器件变换器相近的等效开关频率及运行损耗。

3、然而，由于相关技术中混合的多电平变换器，受限于碳化硅基器件的额定电流较小，从而使得变换器的整体容量较小。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高变换器的整体容量的钳位型变换器、钳位型变换器的控制方法及装置。

2、第一方面，本技术提供了一种钳位型变换器，所述钳位型变换器包括：第一频率模块、第二频率模块、第三频率模块、分路电感模块和分压电容模块；

3、所述分路电感模块分别与所述第二频率模块和所述第三频率模块连接，所述第一频率模块分别与所述分压电容模块和所述第二频率模块连接，所述第二频率模块与所述第三频率模块连接，所述分压电容模块与直流电源连接；

4、所述第一频率模块，用于在处于基频开关状态时工作；所述第二频率模块，用于在处于第一设定开关状态时工作且流通第一电流；所述第三频率模块，用于在处于第二设定开关状态时工作、流通第二电流且补偿所述第二频率模块所产生的谐波电流；所述分压电容模块，用于对所述直流电源进行分压；所述分路电感模块，用于将所述第一电流和所述第二电流汇总为总输出电流；

5、其中，所述第三频率模块中的开关器件的输出性能强于所述第一频率模块和所述第二频率模块中的开关器件；所述第一电流大于所述第二电流，所述第一设定开关状态对应的频率均小于所述第二设定开关状态对应的频率。

6、在其中一个实施例中，所述第一频率模块和所述第二频率模块中均包括多个硅绝缘栅双极型晶体管si igbt，所述第三频率模块中包括多个碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管sic mosfet，所述第一频率模块中的si igbt的数量大于所述第二频率模块的siigbt的数量。

7、在其中一个实施例中，所述第一频率模块中包括第一si igbt、第二si igbt、第三si igbt和第四si igbt；所述第二频率模块中包括第五si igbt和第六si igbt；所述第三频率模块中包括第一sic mosfet和第二sic mosfet；

8、所述第一si igbt、第二si igbt、第三si igbt和第四si igbt依次通过集电极和发射极串联；所述第五si igbt的集电极分别与所述第一si igbt的发射极和所述第二siigbt的集电极连接；所述第六si igbt的集电极与所述第五si igbt的发射极连接，所述第六si igbt的发射极分别与所述第三si igbt的发射极和所述第四si igbt的集电极连接；所述第一sic mosfet的漏极分别与所述第一si igbt的发射极和所述第二si igbt的集电极连接；所述第二sic mosfet的漏极与所述第一sic mosfet的源极连接，所述第二sicmosfet的源极分别与所述第三si igbt的发射极和所述第四si igbt的集电极连接。

9、在其中一个实施例中，所述分路电感模块包括第一电感和第二电感，所述分压电容模块包括第一电容和第二电容；

10、所述第一电感的第一端分别与所述第五si igbt的发射极和所述第六si igbt的集电极连接，所述第二电感的第一端分别与所述第一sic mosfet的源极和所述第二sicmosfet的漏极连接；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第二端连接；

11、所述第一电容的正极与所述第一si igbt的集电极连接，所述第一电容的负极分别与所述第二si igbt的发射极和所述第三si igbt的集电极连接；所述第二电容的正极与所述第一电容的负极连接，所述第二电容的负极与所述第四si igbt的发射极连接。

12、第二方面，提供一种钳位型变换器的控制方法，应用于如第一方面所述的钳位型变换器，所述方法包括：

13、接收所述钳位型变换器的控制信息，所述控制信息用于指示所述钳位型变换器的开关模式；

14、根据所述钳位型变换器的开关模式，向所述钳位型变换器输出控制信号，所述控制信号用于控制所述第二频率模块和所述第三频率模块中的开关器件的工作状态，所述工作状态包括导通或关断。

15、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第一信号，所述第一信号用于通过控制第五si igbt和第一sic mosfet导通并控制第六si igbt和第二sic mosfet关断，以使所述第一电流增大、所述第二电流减小且所述总输出电流增大。

16、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第二信号，所述第二信号用于通过控制第五si igbt和第二sic mosfet导通并控制第六si igbt和第一sic mosfet关断，以使所述第一电流增大、所述第二电流减小且所述总输出电流减小。

17、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第三信号，所述第三信号用于通过控制第六si igbt和第一sic mosfet导通并控制第五si igbt和第二sic mosfet关断，以使所述第一电流减小、所述第二电流增大且所述总输出电流增大。

18、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第四信号，所述第四信号用于通过控制第六si igbt和第二sic mosfet导通并控制第五si igbt和第一sic mosfet关断，以使所述第一电流减小、所述第二电流减小且所述总输出电流减小。

19、第三方面，提供一种钳位型变换器的控制装置，应用于第一方面所述的钳位型变换器，所述装置包括：

20、接收模块，用于接收所述钳位型变换器的控制信息，所述控制信息用于指示所述钳位型变换器的开关模式；

21、发送模块，用于根据所述钳位型变换器的开关模式，向所述钳位型变换器输出控制信号，所述控制信号用于控制所述第二频率模块和所述第三频率模块中的开关器件的工作状态，所述工作状态包括导通或关断。

22、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第一信号，所述第一信号用于通过控制第五si igbt和第一sic mosfet导通并控制第六si igbt和第二sic mosfet关断，以使所述第一电流增大、所述第二电流减小且所述总输出电流增大。

23、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第二信号，所述第二信号用于通过控制第五si igbt和第二sic mosfet导通并控制第六si igbt和第一sic mosfet关断，以使所述第一电流增大、所述第二电流减小且所述总输出电流减小。

24、在其中一个实施例中，所述控制信号包括第三信号，所述第三信号用于通过控制第六si igbt和第一sic mosfet导通并控制第五si igbt和第二sic mosfet关断，以使所述第一电流减小、所述第二电流增大且所述总输出电流增大。

25、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面的钳位型变换器的控制方法。

26、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第二方面的钳位型变换器的控制方法。

27、上述钳位型变换器、钳位型变换器的控制方法及装置，该钳位型变换器包括：第一频率模块、第二频率模块、第三频率模块、分路电感模块和分压电容模块。所述分路电感模块分别与所述第二频率模块和所述第三频率模块连接，所述第一频率模块分别与所述分压电容模块和所述第二频率模块连接，所述第二频率模块与所述第三频率模块连接，所述分压电容模块与直流电源连接。所述第一频率模块，用于在处于基频开关状态时工作；所述第二频率模块，用于在处于第一设定开关状态时工作且流通第一电流；所述第三频率模块，用于在处于第二设定开关状态时工作、流通第二电流且补偿所述第二频率模块所产生的谐波电流；所述分压电容模块，用于对所述直流电源进行分压；所述分路电感模块，用于将所述第一电流和所述第二电流汇总为总输出电流。其中，所述第三频率模块中的开关器件的输出性能强于所述第一频率模块和所述第二频率模块中的开关器件；所述第一电流大于所述第二电流，所述第一设定开关状态对应的频率均小于所述第二设定开关状态对应的频率。该钳位型变换器，通过分流输出的方式将大部分负载电流分配给第二频率模块，而第三频率模块只通过小部分电流，使得第三频率模块中的开关器件的所需容量大大减少，从而使得钳位型变换器的容量不再受限于第三频率模块中的开关器件，进而可以提高钳位型变换器的整体容量。