三电平逆变器基本介绍一、三电平逆变器的基本工作原理+BUS+12VDCC1D3Q1Q2iLLC+uCD1GND+u负载Q3+12VDCC2D4D2Q4-BUS图1三电平逆变器主电路图2四个开关管的驱动信号波形当u>0时，u=S**1/2VDC，且S*=1表示Q1通Q3断，S*=0表示Q1断Q3通；当u<0时，u=(S*-1)*1/2VDC，且S*=1表示Q2通Q4断，S*=0表示Q2断Q4通；由以上可见，S1代表了Q1通（输出电压的正半周）或Q2通*=（输出电压的负半周），而由图2可见，Q1正半周与Q2负半周的驱动波形组合起来与原两电平的上管驱动波形完全一致，因此可以直接在原两电平的控制器平台上进行一定的修改，即可得到适合于三电平的控制器。u=VS*1/2VDC=DC4Vt(S1)*1/2V-=DC*vmtVDC4V14+VDC1-*vVmDC4uu><0时0时图3三电平逆变器模型（包括调制部分）图4三电平逆变器的控制框图二、三电平逆变器的缓冲电路P1P2+12VDC-G2G1CDC1DR11C1D3Q1Q2ALiL+uC+uC-负载+12VDC-CDC2C2DR22D4Q3Q4N1N2图5实验中所采用的NPC缓冲电路实验中发现在突加RCD负载时会在Q2、Q3上产生很大的电压尖峰，经仔细分析，主要有以下两个方面的原因：第一：在突加RCD负载时会产生很大的电流尖峰，由于控制板在设计时考虑的状况是当出现过流信号时同时封锁Q1、Q2、Q3、Q4的驱动信号，从而导致A点电位在封锁Q1、Q2、Q3、Q4驱动瞬间的变化最大幅值可以达到V，很类似于两电平逆变DC器工作时的状态，容易导致开关管上出现电压尖峰。解决办法：当出现电流尖峰时仅仅封锁Q1、Q4的驱动信号，而Q2、Q3的驱动不封锁，仍然保持原状态不变，如此一来在封锁Q1、Q4驱动瞬间A点电位的变化最大幅值仅仅为1，因/2VDC此大大减小了开关管上的电压尖峰。第二：在突加RCD负载时输出电压的正负半周会出现误判的状况。以一个实际的工作状况对此加以说明，假设当前处于桥臂输出电压的正半周，但是由于此时突加RCD负载因此误判为是在电压的负半周，因此会做以下操作：将原来处于开关状态的Q1改为常断；将原来常通的开关管Q2改为开关状态；将原来处于开关状态的开关管Q3改为常通；将原来常断的开关管Q4改为开关状态，而在此转换过程当中，负载电流很大，很容易在开关管上产生电压尖峰。图6三电平逆变器的控制框图解决办法：在程序里再加一条粗略判断桥臂输出电压正负半周的标准，即依靠wSinPointer来近似判别当前桥臂输出电压的正负半周。程序里目前所采用的方法是：当120在输出电压的负半周，满足：s,(t)=2*m,(t)+1/2T1PR其中m,(t)<0而且，正半周Q1出现满脉宽对应于此时的s(t)取最大值；而负半周Q4出现满脉宽则对应于此时的s,(t)取最小值，在相邻两个开关周期内如果能够保证Q1与Q4不会同时取较大的脉宽，实际上也就可以保证Q1与Q4不会同时导通了。在稳态时，由于在一个基波周期内m(t)是连续的函数（当然s(t)则只是分段连续的函数），而m,(t)与m(t)之间的时间差异仅仅为一个开关周期，因此m,(t)与m(t)数值相差很小，从而也就不可能使得正半周最后一个开关周期内s(t)取最大的值（最大取值为T1PR）而紧接着的负半周第一个开关周期s,(t)取最小的值（最小取值为0），因此稳态时也就不存在Q1...
