混合級聯十三電平H橋調制策略及功率均衡方法*

胡文華，丁文斌，尚 碩，杜家輝，張 殷

(華東交通大學 電氣與自動化工程學院，江西 南昌 330013)

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近年來，電力行業發展迅速，級聯H橋(CHB)多電平逆變器因為無須考慮串聯均壓的問題，便于進行模塊化，輸出電壓較高，在高壓大功率變換和汽車等領域有著廣闊的發展前景[1-3].混合級聯H橋逆變器[4]在級聯單元個數相同的情況下，可以比傳統H橋逆變器輸出更高質量的電能，而且在電平數一定前提下，開關管器件使用少，從而對生產成本進行了降低.

針對混合多電平H橋逆變器拓撲來說，提出調制策略很關鍵，好的調制策略不僅可以得到高質量的電能而且方便設計濾波裝置，經濟效益高.

脈寬調制根據開關頻率不同主要分為3種，分別是低頻調制、高頻調制[5]和混合頻率調制[6].高頻調制又有空間矢量調制[7]、移幅調制[8-9]和移相調制[10]3種，其諧波性能好，但開關損耗較高.低頻調制主要有階梯波合成法、特定諧波消除法[11]兩種，其開關器件頻率低、損耗較小，但電能質量較差.混合頻率調制融合了上述兩種調制的優點，兼具器件損耗低和電壓質量高的特點.因為各H橋單元之間輸入電壓不同，級聯下的電流大小相同，這就會導致輸出功率不等，對電源損害較大.所以確保各H橋單元之間功率均衡有一定的現實意義.

文獻[12]對直流比為1∶2的混合逆變器提出了一種調制策略，使得高低壓部開關管分別工作在基頻和高頻下，輸出了高質量電能，但有電流倒灌的現象.對……