[发明专利]一种飞跨电容型三电平变换器及其控制方法

说明书

本发明提供一种飞跨电容型三电平变换器及其控制方法，通过实时读取电网电压的检测值，根据所述电网电压的检测值获取所述电网电压的峰值；然后判断所述峰值是否大于阈值；并在所述峰值大于所述阈值的情况下，控制所述飞跨电容型三电平变换器的主电路中飞跨电容上的电压为大于等于所述主电路的母线电压的一半且小于等于所述母线电压的预设值，以提前对所述飞跨电容进行充电，避免电网高穿时现有技术中出现的器件上电压应力较高的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种飞跨电容型三电平变换器及其控制方法。

背景技术

图1虚线框内所示为一种常见飞跨电容型三电平变换器的主电路拓扑，该拓扑具有工作效率高，电感倍频等优点，可以减小电感重量及尺寸，有利于降低装置成本及结构尺寸。

正常情况下，该变换器中的控制器将会控制飞跨电容Cf上的电压V_Cf为母线电压(输出母线正极Bus+与输出母线负极Bus-之间的电压Vbus)的一半。当开关管S2导通时，二极管D2上的反向电压为Vbus-V_Cf＝Vbus/2；当开关管S1导通时，开关管S2上的电压应力为Vbus-V_Cf＝Vbus/2。

但是图1所示的拓扑中，当出现电网高穿、母线快速升高以及飞跨电容需要逐步充电的特殊情况时，飞跨电容来不及充电且电压较低、而母线电压Vbus电压已经很高，将会导致二极管D2或者开关管S2上的电压应力较高。

发明内容

本发明提供一种飞跨电容型三电平变换器及其控制方法，以解决当电网高穿时现有技术中存在的器件上电压应力较高的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种飞跨电容型三电平变换器的控制方法，应用于所述飞跨电容型三电平变换器的控制器；所述飞跨电容型三电平变换器的控制方法包括：

实时读取电网电压的检测值；

根据所述电网电压的检测值获取所述电网电压的峰值；

判断所述峰值是否大于阈值；

若所述峰值大于所述阈值，则控制所述飞跨电容型三电平变换器的主电路中飞跨电容上的电压为预设值；所述预设值大于等于所述主电路的母线电压的一半，且小于等于所述母线电压。

优选的，在判断所述峰值是否大于阈值之后，还包括：

若所述峰值小于等于所述阈值，则控制所述飞跨电容上的电压为所述母线电压的一半。

优选的，所述阈值为Vnorm+Vdelat；

其中，Vdelat＝k×Vnorm+b，或者，Vdelat＝k²×Vnorm+b；Vnorm为正常情况下所述电网电压的峰值。

优选的，k＝1.02。

优选的，根据所述电网电压的检测值获取所述电网电压的峰值，包括：

将所述电网电压的检测值转换到dq坐标系，作为所述电网电压的峰值；

或者，根据所述电网电压的检测值，实时获取电网电压绝对值的最大值作为所述电网电压的峰值。

一种飞跨电容型三电平变换器，其特征在于，包括：主电路和控制器；其中，所述控制器用于执行上述任一所述的飞跨电容型三电平变换器的控制方法。

优选的，所述主电路包括：输入电容、第一电容、第二电容、飞跨电容、电感、第一开关管、第二开关管、第一二极管及第二二极管；其中：

所述输入电容连接于所述主电路的输入端正负极之间；

所述电感的一端与所述主电路的输入端正极相连；