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第264章 本卷终【高能!】(3/3)

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  对于负状态,若多电平逆变器中的开关器件都反并联了快速二极管,可关闭所有的开关器件,任由谐振电路根据自身能量选择导通的快速二极管形成通路,此种控制方法简单,但是n种负状态无法确定控制。若要控制负状态,必须通过导通开关器件的方式,对于不同的谐振电流方向,某个负状态导通的开关器件是不同的。

  对于单向多电平逆变器。只有一侧增加了开关器件,以增加输入的电平数量,对于两个方向的谐振电流,控制开关器件导通时只能通过“互补”的方式。基本的4个开关器件为S1H、S2H、S1L、S2L,S1H和S2H组成一个桥臂,S1L和S2L组成一个桥臂,S1H和S1L为两个上桥臂,在前侧增加开关器件S3、S4、S5、…、S(n 1),输入的电平数为n,以H点流向L点为谐振电流正方向。对于-t(1≤t≤n-1)状态,增加的输入电平为-Ui(n 2-t),谐振电流为负时,开关器件St和S2L导通。或开关器件St和S2L反并联的快速二极管D2L导通,向谐振电路输出-Ui(n 2-t)电平,而谐振电流为正时,无法通过开关器件St的导通来输出-Ui(n 2-t)电平,开关器件St和S1L导通,或开关器件St和S1L反并联的快速二极管D1L导通。向谐振电路输出Ui(n 2-t)-Uin电平,因此,对于谐振电流为正的-t状态,必须导通与开关器件St互补的那个开关器件Sn 4-t,并同时导通开关器件S1L或与S1L反并联的快速二极管D1L,向谐振电路输出Ui(t-2)-Uin电平,若要效果相同,电平Ui(t-2)与Ui(n 2-t)必须互补,即两者之和为Uin,对于每种负状态都可以采用“互补”的导通方式,要求各状态输入的电平具有等差的线性关系,即Ui2=2Ui1、Ui3=3Ui1、Ui4=4Ui1、…、Uin=nUi1。对于后侧的单向多电平逆变器,控制负状态,也通过“互补”的导通方式。

  对于双向多电平逆变器,在两侧对称增加开关器件,前侧增加S3H、S4H、S5H、…、S(n 1)H,后侧增加S3L、S4L、S5L、…、S(n 1)L,对于-t(1≤t≤n-1)状态,增加的输入电平为Ui(n 2-t),StH和StL输入的电平都为Ui(n 2-t),谐振电流为负时,开关器件StH和S2L导通,或开关器件StH和S2L反并联的快速二极管D2L导通,向谐振电路输出-Ui(n 2-t)电平,谐振电流为正时,开关器件StL和S2H导通,或开关器件StL和S2H反并联的快速二极管D2H导通,向谐振电路输出-Ui(n 2-t)电平。对于双向的多电平逆变器,各状态输入的电平不要求具有等差的线性关系。

  对于正状态,单向多电平逆变器仍需采用“互补”的导通方式,各状态输入的电平要求具有等差的线性关系,对于t(1≤t≤n-1)状态,增加的输入电平为Ui(n 2-t),谐振电流为正时,开关器件St和S2L导通,向谐振电路输出Ui(n 2-t)电平,谐振电流为负时,导通与开关器件St互补的开关器件Sn 4-t,并同时导通开关器件S1L,向谐振电路输出Ui(n 2-t)电平;双向多电平逆变器对于t(1≤t≤n-1)状态,谐振电流为正时,开关器件StH和S2L导通,向谐振电路输出Ui(n 2-t)电平,谐振电流为负时,导通开关器件StL和S2H,向谐振电路输出Ui(n 2-t)电平。

  对于 n状态,谐振电流为正,开关器件S1H和S2L导通,谐振电流为负,开关器件S1L和S2H导通;-n状态时,谐振电流为正,开关器件S1L和S2H导通,如果开关器件反并联快速二极管,也可由快速二极管D1L和D2H自行导通,谐振电流为负,开关器件S1H和S2L导通,或由快速二极管D1H和D2L自行导通。

  基于谐振软开关技术的采用多电平逆变器的DC/DC变换器在谐振电流过零点时切换开关器件的通断,消除了开关损耗,另外,多个开关器件并联在一起作为一个开关阀,可以达到均压和均流的效果,弥补MOSFET或IGBT的容量。

  与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:第一、消除了开关损耗;第二、控制快速、简单;第三、开关器件频率恒定;第四、在谐振电流过零点时切换开关器件的状态,达到了很好的均压和均流效果,便于对开关器件并联增容;第五、所需要的控制器I/O引脚很少,一个控制器可控制多个该DC/DC变换器。(未完待续。)

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