级联H桥五电平变流器工况分析与验证

作     者：李建林 许鸿雁 高志刚 赵斌 许洪华 Li Jianlin;Xu Hongyan;Gao Zhigang;Zhao Bin;Xu Honghua

作者机构：中国科学院电工研究所北京100080 河北理工大学资源与环境学院唐山063009 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2007年第22卷第4期

页      面：85-91页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：中国博士后科学基金资助项目(20060390092) 

主　　题：五电平变流器 载波相移SPWM 运行工况 数学建模 脉冲发生器 级联H桥 

摘      要：以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略。从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础。同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证。基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步。实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景。