基于开关电容式的正激多电平逆变器研究

【摘要】：高频多电平逆变器经过多年发展,三电平技术已经成熟,然而对五电平的研究较少,主要是其直流电容的电压均衡以及开关管数目过多难以控制的问题存在。本文在新颖的正激双向全桥五电平DC/AC变换器基础上得到改进H桥的开关电容正激五电平逆变器,主要内容如下:对高频链的隔离三电平及五电平逆变器进行比较,提出了基于改进H桥形式的开关电容五电平变换器,对其稳态工作状态进行介绍,分析了每个状态下开关管电压应力的变化,计算电路的稳态和动态输出参数,确定了磁芯复位的条件,并对输出电压进行傅里叶级数展开,给出了基波的计算过程。其次,对整体电路控制包括多路开关逻辑分配与优化、分压电容均压、电感电流过零点反复跳变滤波、主电路小信号模型建立及控制回路相应补偿参数设计进行了详细介绍,并通过仿真结果进行验证,另外还通过对比仿真来体现开关电容五电平的优点。最后,完成主功率电路、交流电压采样、光耦隔离驱动及电流过零检测等硬件电路参数设计并制作1000VA样机,基于DSP28335开发板进行软件设计,通过上电实验验证该电路的功能性及控制策略的正确性。