[发明专利]一种五电平全桥逆变器的控制电路

摘要

本发明公开了一种五电平全桥逆变器的控制电路，针对传统五电平全桥逆变器调制策略在大功率输出时效率较低的问题，设计了新的调制策略，将五电平全桥逆变器在输出为±E时的工作模态变为一个新的具有低开关损耗的模态，且在切换至新模态时工作的开关管在导通或关断时属于软开关，提高了五电平逆变器的变换效率，在多电平电力电子变流器领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种五电平全桥逆变器的控制电路，所述五电平全桥逆变器包括直流电源、第一输入分压电容、第二输入分压电容、第一～第八开关管、输出滤波电感、输出滤波电容以及负载电阻，第一输入分压电容的一端连接直流电源的正极，第一输入分压电容的另一端连接第二输入分压电容的一端，第二输入分压电容的另一端连接直流电源的负极，第一开关管的源极连接第二开关管的漏极，第二开关管的源极连接第三开关管的漏极，第三开关管的源极连接第四开关管的漏极，第二开关管与第三开关管的公共端连接第一输入分压电容与第二输入分压电容的公共端，第五开关管的源极连接第六开关管的漏极，第五开关管的漏极连接第一开关管与第二开关管的公共端，第六开关管的源极连接第三开关管与第四开关管的公共端，第七开关管的源极连接第八开关的漏极，第一开关管的漏极和第七开关管的漏极分别连接直流电源的正极，第四开关管的源极和第八开关管的源极分别连接直流电源的负极，第五开关管与第六开关管的公共端经输出滤波电感连接输出滤波电容的一端，输出滤波电容的另一端连接第七开关管与第八开关管的公共端，负载电阻与输出滤波电容并联；其特征在于：/n五电平全桥逆变器的控制电路包括闭环控制器和调制电路，采样输出滤波电感的电流和负载电阻两端的电压输入闭环控制器，闭环控制器输出调制信号；/n所述调制电路包括第一～第十七比较器、第一～第十减法器、第一加法器、第二加法器、第一～第四反相器、第一与门、第二与门、第一或门、第二或门、第一～第三选通器以及第一～第八驱动电路；/n第一～第十减法器的正输入端分别输入调制信号，第一加法器和第二加法器的第一输入端分别输入调制信号；第二减法器、第三减法器以及第十减法器的负输入端分别输入第一直流偏置信号，第一加法器的第二输入端输入第一直流偏置信号；第七减法器的负输入端和第二加法器的第二输入端分别输入第二直流偏置信号；第四减法器和第八减法器的负输入端分别输入第三直流偏置信号；第一减法器、第五减法器、第六减法器以及第九减法器的负输入端输入第四直流偏置信号；/n第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第八比较器以及第九比较器的正输入端对应连接第一减法器、第二减法器、第三减法器、第四减法器、第七减法器以及第八减法器的输出端；第五比较器、第六比较器、第十比较器以及第十五比较器的负输入端对应连接第五减法器、第六减法器、第九减法器以及第十减法器的输出端；第七比较器的负输入端连接第一加法器的输出端；第十三比较器的正输入端连接第二加法器的输出端；第十一比较器、第十四比较器以及第十七比较器的正输入端分别输入调制信号；第十二比较器和第十六比较器的负输入端分别输入调制信号；第一比较器、第四比较器、第九比较器以及第十七比较器的负输入端接地；第五比较器、第六比较器以及第十比较器的正输入端接地；第二比较器和第十三比较器的负输入端输入第一载波信号；第七比较器、第十二比较器以及第十六比较器的正输入端输入第一载波信号；第三比较器、第八比较器、第十一比较器以及第十四比较器的负输入端输入第二载波信号；第十五比较器的正输入端输入第二载波信号；/n第一比较器、第二比较器以及第五比较器的输出端连接第一选通器的输入端；第三比较器和第四比较器的输出端分别连接第一与门的两个输入端，第一与门的输出端连接第一反相器的输入端，第一反相器的输出端连接第一选通器输入端；第六比较器、第七比较器以及第十比较器的输出端连接第二选通器的输入端；第八比较器和第九比较器的输出端分别连接第二与门的两个输入端，第二与门的输出端连接第二选通器的输入端；第十一比较器和第十六比较器的输出端连接第三选通器的输入端；第十二比较器和第十三比较器的输出端分别连接第一或门的两个输入端，第一或门的输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第三选通器的输入端；第十四比较器和第十五比较器的输出端分别连接第二或门的两个输入端，第二或门的输出端连接第三反相器的输入端，第三反相器的输出端连接第三选通器的输入端；/n第一选通器的输出端分别经第一驱动电路和第四驱动电路对应输出第一开关管驱动信号和第四开关管驱动信号；第二选通器的输出端分别经第二驱动电路和第三驱动电路对应输出第二开关管驱动信号和第三开关管驱动信号；第三选通器的输出端分别经第五驱动电路和第六驱动电路对应输出第五开关管驱动信号和第六开关管驱动信号；第十七比较器的输出端经第八驱动电路输出第八开关管驱动信号；第十七比较器的输出端连接第四反相器的输入端，第四反相器的输出端经第七驱动电路输出第七开关管驱动信号；/n第一载波信号的值等于第二载波信号加第四直流偏置信号，且第二载波信号的幅值与第四直流偏置信号的值相等。/n