[发明专利]五电平拓扑单元的调制方法和设备

说明书

本申请涉及一种五电平拓扑单元的调制方法和设备。方法包括以下步骤：根据调制波与载波的波形比较结果确定输出电平信号，在每个载波的周期内，获取五电平拓扑单元中的悬浮电容的实际电压值和五电平拓扑单元的输出电流值，根据输出电流值确定对应的状态机，根据电平信号和实际电压值在状态机中确定对应的状态，得到五电平拓扑单元中的开关器件的组合状态。通过状态机的使用，实现切换状态不需要死区时间，避免了潜在的电压跳变和死区时间里的额外损耗，使得电路在换流过程中能保持在安全可靠的通流状态，并且可以减小换流时的开关损耗，起到保护开关管的作用，提高五电平拓扑单元的可靠性。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种五电平拓扑单元的调制方法和设备。

背景技术

并网逆变器在光伏发电中扮演着很重要的角色，并网逆变器是一种将直流电能转换成交流电能或者将交流电能转换成直流电能的变换器。随着社会的不断发展和进步，人类对能源的需求日益增加，光伏、储能等新能源在能源比重占比也越来越大。作为其核心，光伏直流变换器及储能变流器在近年的市场竞争中也越来越激烈。为了满足市场需求，越来越多的多电平交直流变换器推入市场。

传统的交直流变换器结构复杂，工作时元器件的开关损耗和导通损耗大，使用成本高，工作可靠性低。

发明内容

基于此，有必要针对五电平拓扑单元的使用寿命短的问题，提供一种五电平拓扑单元的调制方法和设备。

一种五电平拓扑单元的调制方法，包括以下步骤：

根据调制波与载波的波形比较结果确定输出电平信号；

在每个所述载波的周期内，获取五电平拓扑单元中的悬浮电容的实际电压值和所述五电平拓扑单元的输出电流值；

根据所述输出电流值确定对应的状态机；

根据所述电平信号和所述实际电压值在所述状态机中确定对应的状态，得到所述五电平拓扑单元中的开关器件的组合状态。

在其中一个实施例中，所述调制波为正弦调制波，所述载波为三角波。

在其中一个实施例中，所述载波的数量为四条，所述根据调制波与载波的波形比较结果确定输出电平信号的步骤，包括以下步骤：

将所述正弦调制波分别与四条所述三角波进行比较，生成四个逻辑关系，若所述正弦调制波高于所述三角波，则生成1，若所述三角波高于所述正弦调制波，则生成0；

根据所述逻辑关系确定输出电平，若四个所述逻辑关系均为1，则输出2E电平，若四个所述逻辑关系中的三个均为1，另一个为0，则输出E电平，若四个所述逻辑关系中的两个为1，另两个为0，则输出0E电平，若四个所述逻辑关系中的三个为0，另一个为1，则输出-E电平，若四个所述逻辑关系均为0，则输出-2E电平。

在其中一个实施例中，所述E电平等于所述悬浮电容的额定电压值。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述五电平拓扑单元包括：

开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7和开关S8；

第一二极管和第二二极管；

第一电容、第二电容及第三电容；

其中，所述第一电容和所述第二电容连接，所述第一电容与所述第二电容之间的电路中点作为第一连接端，所述第一电容未连接所述第二电容的电极连接直流电源的直流正端，所述第二电容未连接所述第一电容的电极连接所述直流电源的直流负端；