[发明专利]H桥电路中功率半导体开关的驱动方法

说明书

本发明提供一种H桥电路中功率半导体开关的驱动方法，该方法包括：计算出输出电压的零电平的起始时刻和停止时刻，并根据零电平的起始时刻和停止时刻确定零电平区段；在零电平区段，驱动第一桥臂的上功率半导体开关和第二桥臂的上功率半导体开关同时导通，或，驱动第一桥臂的下功率半导体开关和第二桥臂的下功率半导体开关同时导通。本发明提供的H桥电路中功率半导体开关的驱动方法，能够使H桥电路中的功率半导体开关损耗相近，提高了H桥电路的使用寿命，同时有利于多电平变换器内部热设计的一致性，降低了多电平变换器所采用的散热器的成本和体积，进而降低了多电平变换器的成本和体积。

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种H桥电路中功率半导体开关的驱动方法。

背景技术

多电平变换器是一种通过改进变换器自身拓扑结构来实现高压大功率输出的变换器，适用于高压大功率应用领域。其中，多电平变换器包括至少一个H桥电路，每个H桥电路由4个功率半导体开关组成。目前，多电平变换器通常采用下述其中一种调制方式对输出电压进行调整，例如：正弦载波调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)、空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)、特定谐波消除调制(SelectiveHarmonic Elimination PWM,SHEPWM)、阶梯波/方波调制等调制方式。

现有技术中，当多电平变换器采用SHEPWM或阶梯波/方波调制的调制方式时，可以通过驱动H桥电路的两个上功率半导体开关同时导通、或驱动H桥电路的两个下功率半导体开关同时导通的方式，使H桥电路输出零电平，进而使多电平变换器输出零电平。但是，由于多电平变换器在采用SHEPWM或阶梯波/方波调制时，各H桥电路中的功率半导体开关的开关频率较低，使得H桥电路的零电平输出时间跨度较长。因此，在H桥电路输出零电平的过程中，若无法合理地驱动H桥电路中的功率半导体开关导通，则会导致H桥电路中的功率半导体开关的损耗严重不均匀，从而降低了H桥电路的使用寿命。

故，在多电平变换器中H桥电路输出零电平的过程中，如何合理的驱动H桥电路中的功率半导体开关导通是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种H桥电路中功率半导体开关的驱动方法，用以解决现有技术中在多电平变换器中H桥电路输出零电平的过程中，如何合理地驱动H桥电路中的功率半导体开关导通的技术问题。

本发明第一方面提供一种H桥电路中功率半导体开关的驱动方法，所述H桥电路包括第一桥臂、第二桥臂和母线电容，所述第一桥臂和所述第二桥臂分别并联连接在所述母线电容两端，其中，所述第一桥臂和所述第二桥臂均包含上功率半导体开关和下功率半导体开关，所述第一桥臂的上功率半导体开关和下功率半导体开关的连接点与所述第二桥臂的上功率半导体开关和下功率半导体开关的连接点之间产生输出电压；所述驱动方法包括：

计算出所述输出电压的零电平的起始时刻和停止时刻，并根据所述零电平的所述起始时刻和所述停止时刻确定零电平区段；

在所述零电平区段，驱动所述第一桥臂的上功率半导体开关和所述第二桥臂的上功率半导体开关同时导通，或，驱动所述第一桥臂的下功率半导体开关和所述第二桥臂的下功率半导体开关同时导通；

其中，第一预设时长内和第二预设时长内均包含至少一个所述零电平区段，在所述第一预设时长内的所述零电平区段，所述第一桥臂的上功率半导体开关和所述第二桥臂的上功率半导体开关与所述第一桥臂的下功率半导体开关和所述第二桥臂的下功率半导体开关以第一导通逻辑顺序导通；在所述第二预设时长内的所述零电平区段，所述第一桥臂的上功率半导体开关和所述第二桥臂的上功率半导体开关与所述第一桥臂的下功率半导体开关和所述第二桥臂的下功率半导体开关以第二导通逻辑顺序导通。

可选的，所述第一导通逻辑顺序和所述第二导通逻辑顺序不同。