一种多电平逆变器的开关控制方法   0    0

本发明公开了一种多电平逆变器的开关控制方法，其通过控制第二绝缘栅双极型晶体管提前导通，使得相电流大于0时开关状态从“P”切换到“Z”的暂态过程中不会出现“P”和“N”开关状态之间的直接切换；通过控制第二绝缘栅双极型晶体管延迟判断，使得相电流大于0时开关状态从“Z”切换到“P”的暂态过程中不会出现“P”和“N”开关状态之间的直接切换；通过控制第三绝缘栅双极型晶体管延迟判断，使得相电流小于0时开关状态从“Z”切换到“N”的暂态过程中不会出现“P”和“N”开关状态之间的直接切换；通过控制第三绝缘栅双极型晶体管提前导通，使得相电流小于0时开关状态从“N”切换到“Z”的暂态过程中不会出现“P”和“N”开关状态之间的直接切换；从而降低了电路损耗。

1.一种三电平T型逆变器的开关控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：搭建一个三电平T型逆变器，该三电平T型逆变器包括三相桥臂电路和两个直流电压源，每相所述的桥臂电路由第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、电阻和电感组成，所述的第一绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第一个所述的直流电压源的正端和所述的第一二极管的负极连接，所述的第一绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与所述的第一二极管的正极、所述的第三绝缘栅双极型晶体管的集电极、所述的第三二极管的负极、所述的第四绝缘栅双极型晶体管的集电极、所述的第四二极管的负极、所述的电阻的一端连接，所述的第二绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第一个所述的直流电压源的负端、第二个所述的直流电压源的正端、所述的第二二极管的负极连接，所述的第二绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与所述的第二二极管的正极、所述的第三绝缘栅双极型晶体管的发射极、所述的第三二极管的正极连接，所述的第四绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二个所述的直流电压源的负端、所述的第四二极管的正极连接，所述的电阻的另一端与所述的电感的一端连接，三相所述的桥臂电路各自中的所述的电感的另一端连接在一起，所述的第一绝缘栅双极型晶体管、所述的第二绝缘栅双极型晶体管、所述的第三绝缘栅双极型晶体管、所述的第四绝缘栅双极型晶体管各自的门极用于接入驱动信号；
步骤2：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流大于0时开关状态从“P”切换到“Z”，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管；然后给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管；接着给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管；再给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管；
步骤3：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流大于0时开关状态从“Z”切换到“P”，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管；然后给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管；接着给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管；再给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管；
步骤4：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流小于0时开关状态从“Z”切换到“N”，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管；然后给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管；接着给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；再给三相桥臂电路中的第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；
步骤5：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流小于0时开关状态从“N”切换到“Z”，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；然后给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；接着给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管；再给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管。

2.根据权利要求1所述的一种三电平T型逆变器的开关控制方法，其特征在于ΔT1为PWM死区时间，ΔT1＝5μs，ΔT2＝5μs。