CN103259436A

CN103259436A - 混合箝位型五电平变流器及其控制方法

Info

Publication number: CN103259436A
Application number: CN2013101961656A
Authority: CN
Inventors: 张兴; 任康乐; 王付胜; 谢韦伟
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Zhongke Haiao Mount Huangshan Energy Storage Technology Co ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: CN103259436B

Abstract

本发明公开了一种混合箝位型五电平变流器及其控制方法，单相桥臂的4个电容器、12个开关管、2个箝位二极管构成直流母线电容支路、2条箝位开关管支路、箝位电容支路、箝位二极管支路与主开关管支路6条链式支路。采用消谐波PWM法，获得电平区间信号和电平信号；由得到的电平区间信号和电平信号，根据预设开关状态表直接获得开关管的开关状态；在互补导通开关器件之间添加死区，即获得单相12个开关管的PWM驱动信号。本发明的变流器及其控制方法，具有升压输出、仅需两个载波周期就能实现所有电容电压周期平衡一次、降低主开关管开关频率且实现方法简单等优点。

Description

混合箝位型五电平变流器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电力电子变换器，尤其是一种混合箝位型五电平变流器及其控制方法。

背景技术

由于输出电平数的增加，多电平变流器具有输出波形谐波含量低、器件承受电压应力小等优点，这些优点使得多电平变流技术特别适合用于高压大容量电力电子场合。目前，多电平变换器主要可分为以下三种：二极管箝位式，电容箝位式，H桥级联式。其中，二极管箝位式多电平拓扑由于主电路结构简单可靠、能量可以双向流动等优点成为目前应用最为广泛的多电平拓扑。然而，该种拓扑存在直流电容电压平衡问题，对于三电平拓扑，通过一定的控制算法可以得到解决，但已有文献指出对于五电平及以上电平变流器在功率因数接近1时，很难在全负载范围内达到电容电压平衡。

到目前为止，有很多研究学者提出了多种解决方案，但它们或是通过舍去大量中长矢量来实现电容电压平衡，降低了***控制性能；或是通过附加如直流电源、辅助斩波电路和采用背靠背式结构来实现直流母线电容电压的平衡，这些方案增加了***的硬件成本，降低了***可靠性和效率。鉴于这些原因，目前五电平及上电平二极管箝位多电平结构很难在工程中得到应用。另外一种多电平拓扑是混合箝位拓扑，采用有源开关器件、二极管、电容配合完成箝位功能，通过链式的使不同的电容并联能很好的解决电容电压平衡问题，并且可以不受负载特性的影响。然而，这种混合箝位拓扑由于引入了箝位开关管和箝位电容等器件，增加了***的硬件复杂度与成本。因此尽量减小该种拓扑的器件数量具有重要意义。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种混合箝位型五电平变流器及其控制方法，以减少五电平变流器的器件数目以简化硬件结构、在实现电容电压快速自动平衡的同时降低主开关管的开关频率。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

混合箝位型五电平变流器，其结构特点是，包括有三个结构相同的单相桥臂，其中，每相桥臂包括：2个直流母线电容C₁、C₂；2个箝位电容C₃、C₄；4个主开关管S₁、S₂、S_1’、S_2’和8个箝位开关管S_c1、S_c2、S_c1’、S_c2’、 S_c3、S_c4、S_c3’、S_c4’；2个箝位二极管D_c1和D_c2；

其中，直流母线电容C₁和C₂为各相桥臂共用；

所述直流母线电容C₁和C₂相互串联构成直流母线电容支路；所述箝位开关管S_c1、S_c2、S_c1’和S_c2’相互串联构成第一箝位开关管支路，所述箝位开关管S_c3、S_c4、S_c3’和S_c4’相互串联构成第二箝位开关管支路；所述箝位电容C₃和C₄相互串联构成箝位电容支路；所述箝位二极管D_c1和箝位二极管D_c2相互串联构成箝位二极管支路；所述主开关管S₁、S₂、S_1’和S_2’ 相互串联构成主开关管支路；所述直流母线电容支路、第一箝位开关管支路、第二箝位开关管支路、箝位电容支路、箝位二极管支路、主开关管支路从前至后依次相互连接；

所述直流母线电容支路、第一箝位开关管支路的两个端点分别与第一直流侧正母线、第一直流侧负母线相连接；所述第二箝位开关管支路、箝位电容支路和主开关管支路的两个端点分别与第二直流侧正母线、第二直流侧负母线相连接。

本发明还提供了一种混合箝位型五电平变流器的控制方法，其特点是，所述主开关管支路中开关管S₁与S_1’、 S₂与S_2’互补导通，即二者驱动信号互补；所述所述第一箝位开关管支路和第二箝位开关管支路中的S_cx与S_cx’（x=1,2,3,4）互补导通，且S_c1与S_c2、S_c3与S_c4驱动信号一致；

步骤1：首先将每相调制波m=U_msinwt/U_dc与4个具有相同频率f_c、相同峰峰值0.5并依次在空间上紧密相连且对称分布于零参考正负两侧的三角载波比较，获得电平区间信号和电平信号；其中U_msinwt为桥臂侧期望输出电压，U_dc为第一直流母线电压；

步骤2：由步骤1得到的电平区间信号和电平信号，根据预设的开关状态表直接获得主要开关管的开关状态，其中每个电平区间内，相同电平的冗余模态每隔一个载波周期f_c切换一次；依据预设的开关管状态原则在互补导通开关器件之间添加死区，即获得单相12个开关管的PWM驱动信号。

在所述步骤1中，将四个三角载波从上至下依次编号为1、2、3、4；当正弦调制波与三角载波1相交时，如果调制波的幅值大于三角载波1，输出电平信号记为2，反之记为1，此时电平区间信号记为（+2U～+U）；当正弦调制波与三角载波2相交时，如果调制波的幅值大于三角载波2，输出电平信号记为1，反之，记为0，此时电平区间信号记为（+U～０）；当正弦调制波与三角载波3相交时，如果调制波的幅值大于三角载波3，输出电平信号记为0，反之，记为-1，此时电平区间信号记为（０～-U）；当正弦调制波与三角载波4相交时，如果调制波的幅值大于三角载波4，输出电平信号记为-1，反之，记为-2，此时电平区间信号记为（-U～-2U）。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明公开了一种新型混合箝位型五电平变流器，可以实现五电平输出，单相桥臂共包含4个电容器，其中包括2个直流母线电容和2个箝位电容；12个开关管；2个箝位二极管。该拓扑不仅所用器件比同类拓扑少，而且直流母线电容电压可以自动平衡，解决了传统二极管箝位型五电平变流器电容电压难以控制问题，同时还能实现升压输出。另外，针对所提拓扑，本发明公开了一种简单易实现的调制策略，在整个调制度范围内，只需两个载波周期就能实现所有电容电压周期平衡一次，同时降低了主开关管的开关频率，有效的提高了***的效率。

1）电容电压自动平衡功能，是通过链式结构的使不同的电容并联来达到的，该方法不需要复杂的控制方法，不受负载特性的影响，在全域调制度范围内任何负载情况下都能实现电容电压自动平衡。2）拓扑中所有电容分担相同的电压，所有开关管和二极管都有相同的电压应力，起到了很好的箝位效果。3）输出升压功能，在同样的直流侧电压下能得到是常规逆变器两倍的输出电压，有效提高了逆变器直流侧电压利用率。4）本发明的拓扑所用器件在同类拓扑中较少。5）所述调制策略，简单、易数字实现，在实现电容电压快速自动平衡的同时，降低了主开关管的开关频率。

本发明的混合箝位型五电平变流器及其控制方法，具有只需两个载波周期就能实现所有电容电压周期平衡一次、降低了主开关管的开关频率、提高了***的效率且实现简单等优点。

附图说明

图1是本发明的混合箝位型五电平变流器的拓扑电路图（单臂电路）。

图2是本发明的根据消谐波PWM法获得输出电平信号的示意图。

图3是本发明的（+2U~+U）电平区间开关模态选择示意图。

图4是本发明的五电平变流器PWM发生模块示意图。

图5是本发明的单相五电平逆变器调制度m=0.8时的仿真结果。

图6是本发明的单相五电平逆变器调制度m=0.3时的仿真结果。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，混合箝位型五电平变流器，包括有三个结构相同的单相桥臂，其中，每相桥臂包括：2个直流母线电容C₁、C₂；2个箝位电容C₃、C₄；4个主开关管S₁、S₂、S_1’、S_2’和8个箝位开关管S_c1、S_c2、S_c1’、S_c2’、S_c3、S_c4、S_c3’、S_c4’；2个箝位二极管D_c1和D_c2；

其中，直流母线电容C₁和C₂为各相桥臂共用；

所述直流母线电容支路、第一箝位开关管支路的两个端点分别与第一直流侧正母线、第一直流侧负母线相连接；所述第二箝位开关管支路、箝位电容支路和主开关管支路的两个端点分别与第二直流侧正母线、第二直流侧负母线相连接；

所述直流母线电容支路、第一箝位开关管支路、第二箝位开关管支路、箝位电容支路、箝位二极管支路和主开关管支路均为相互串联的链式支路，共有6条链式支路，所述6条链式支路之间相互并联连接，除箝位二极管支路外的5条支路中的每个支路的一个端点与直流侧正母线相连接而另一个端点与直流侧负母线相连接。如图1所示，所述直流母线电容支路、第一箝位开关管支路的两个端点分别与第一直流侧正母线、第一直流侧负母线相连接；所述第二箝位开关管支路、箝位电容支路和主开关管支路的两个端点分别与第二直流侧正母线、第二直流侧负母线相连接。12个开关管上，即所述4个主开关管S₁、S₂、S_1’、S_2’和8个箝位开关管S_c1、S_c2、S_c1’、S_c2’、 S_c3、S_c4、S_c3’和S_c4’ 中的每一个开关管上均反向并联有一个二极管。

所有电容分担相同的电压，所有开关管和二极管都有相同的电压应力；将3个单相桥臂电路直接组合可得到三相拓扑结构，其中直流母线电容C₁、C₂为各桥臂共用，各相桥臂中的其他元器件与单相桥臂相同。

其中，2个直流母线电容C₁、C₂串联构成一条直流母线电容支路，连接方式为，C₁的负极和C₂的正极相连接，每个连接处构成一个连接点，该直流母线电容支路共计3个连接点。如图1所示，直流母线电容支路的3个连接点按顺序至上而下依次编号1-1、1-2和1-3，其中电容C₁的正极和电容C₂的负极分别作为起始连接点1-1和终端连接点1-3，分别连接到第一直流侧正、负母线。本发明中，编号1-1中，“-”前的数字为支路序号，“-”后的数字为该连接点的编号。如图1，直流母线电容支路、第一箝位开关管支路、第二箝位开关管支路、箝位电容支路、箝位二极管支路和主开关管支路的序号依次为1～6。

12个箝位开关管构成两路箝位开关管支路。其中，箝位开关管S_c1～S_c2’中的前面一个开关管的发射极与后面一个开关管的集电极连接，串联形成第一箝位开关管支路，每个连接处形成一个连接点，总共有5个连接点。如图1所示，第一箝位开关管支路的5个连接点从上至下依次编号为2-1～2-5，第一个开关管S_c1的集电极和最后一个开关管S_c2’的发射极分别连接到第一直流正、负母线上。第一箝位开关管支路中编号为奇数的连接点（即2-1、2-3和2-5）与直流母线电容支路中的3个连接点（即1-1、1-2和1-3）按编号升序依次相连。同理，箝位开关管S_c3～S_c4’中的前面一个开关管的发射极与后面一个开关管的集电极连接，串联形成第二箝位开关管支路，每个连接处形成一个连接点，总共有5个连接点。如图1所示，第二箝位开关管支路的5个连接点从上至下依次编号为3-1～3-5，第一个开关管S_c3的集电极和最后一个开关管S_c4’的发射极分别连接到第二直流正、负母线上，其中，第二箝位开关管支路中编号为偶数的连接点（即3-2和3-4）与第一箝位开关管支路中相对应的连接点（即2-2和2-4）按编号升序依次相连。

2个为箝位电容C₃～C₄串联构成一条箝位电容支路，连接方式为，C₃的负极和C₄的正极相连接，每个连接处构成一个连接点，该箝位电容支路共计3个连接点。如图1所示，箝位电容支路的3个连接点按顺序依次编号4-1～4-3。其中，电容C₃的正极和电容C₄的负极分别作为起始连接点4-1和终端连接点4-3，分别连接到第二直流侧正、负母线上，箝位电容支路中的3个连接点（即4-1、4-2和4-3）与第二箝位开关管支路中编号为奇数的连接点（即3-1、3-3和3-5）按编号升序依次相连。

4个主开关管S₁、S₂、S_1’、S_2’ 中前面一个开关管的发射极与后面一个开关管的集电极连接，串联形成主开关管支路，每个连接处形成一个连接点，总共有5个连接点。如图1所示，主开关管支路的5个连接点从上至下依次编号为6-1～6-5。第一个开关管S₁的集电极和最后一个开关管S_2’的发射极分别连接到第二直流正、负母线上，即连接点6-1和6-5分别与第二直流正、负母线相连接。主开关管支路中第3个连接点6-3作为单相输出连接点A。

2个箝位二极管D_c1～D_c2构成1条箝位二极管支路，其连接方式为：D_c1的阳极和D_c2的阴极相连接，每个连接处形成一个连接点，总共有3个连接点。如图1所示，箝位二极管支路的3个连接点依次编号为5-1～5-3。

D_c1的阴极和D_c2的阳极记为起始连接点5-1和终端连接点5-3，5-1、5-3分别与主开关管支路中第2个连接点6-2和第4个连接点6-4相连，箝位二极管支路中编号为2的连接点5-2与箝位电容支路中编号为2的连接点4-2相连，连接点4-2与第二箝位开关管支路的连接点3-3相连接。

本发明的混合箝位型五电平变流器，输出的五个电平是由拓扑中功率开关管相应的开关状态组合产生。

如图2所示，由于S_cx与S_cx’（x=1,2,3,4）串联以后与某个电容并联在一起，因此二者驱动信号必须互补。同时后级NPC 中S_x与S_x’（x=1,2）的驱动信号也是互补的。图2所示结构可分为两部分，前级为箝位和升压电路，包括直流母线电容支路、2条箝位开关管及其连接线，随着箝位开关管的变化，共有6种中箝位模态ABCDEF，其中箝位模态F时对应箝位开关管S_c1、S_c2、S_c3、S_c4为0101状态，由于此时没有电容箝位作用，不予考虑。剩余5种电容箝位模态ABCDE，分别对应C1=C4、C1=C3、C2=C4、C1+C2=C3+C4、C2=C3五种电容并联形式。后级为二极管箝位式（NPC）三电平结构，可以输出1、0、-1三种电平。2个部分配合起来共可输出+2U、+1U、0、-1U、-2U五种电平，总共15种工作模态，其中桥臂中点输出U_Ao为+2U和-2U时只有一种工作状态，为+U和-U时各有4种冗余状态，为0时有5种冗余状态。桥臂输出电平U_Ao、箝位模态、电容并联形式与开关状态之间的关系如表1所示（表中只标注了互补开关其中一个开关管的开关状态，1表示开关管导通，0表示开关管关断，U代表1倍输出电平）。

下表1中所述15种所有工作模态均具有双向电流通道，因此，所提拓扑不受负载特性的影响，可用于有功无功各种场合。且每种模态下所有开关管、二极管均被箝位在一个电容电压，只要保证所有电容电压平衡，即实现了所有器件的箝位功能。

表1 输出电平U_Ao、箝位模态、电容并联形式与开关状态之间的关系

电容电压平衡功能和升压功能的实现：

如图3所示，只要在一个电容电压平衡周期中，除了BCD、AED两种组合外，ABCDE五个箝位模态中某3个交替出现，就能保证在这个周期内四个电容电压相等。比如ABC三种模式，A箝位模态下C₁=C₄，B箝位模态下C₁=C₃，C箝位模态下C₂=C₄，三种模态交替出现，就使得C₁= C₂=C₃= C₄。

本发明的多电平变流器的另一个功能是实现升压输出。如在箝位模态A时，C₁和C₄并联，以直流侧中点o为参考点，此时后级NPC三电平的正负母线、中点电位都抬升了一个电平，最高可输出电平为2U；而在箝位模态E时，C₁和C₄并联，后级NPC三电平的正负母线、中点电位都下降了一个电平，最低可输出-2U电平。即对整直流侧电压为V_dc的逆变器而言，可输出最高电平为+-V_dc，是常规逆变器的两倍。

一种根据所述的混合箝位型五电平变流器的控制方法，所述主开关管支路中开关管S₁与S_1’、 S₂与S_2’互补导通，即二者驱动信号互补；所述所述第一箝位开关管支路和第二箝位开关管支路中的S_cx与S_cx’（x=1,2,3,4）互补导通，且S_c1与S_c2、S_c3与S_c4驱动信号一致；该控制方法包括以下2个步骤：

步骤2：由步骤1得到的电平区间信号和电平信号，根据预设的开关状态表直接获得主要开关管的开关状态，其中每个电平区间内，相同电平的冗余模态每隔一个载波周期f_c切换一次；依据预设的开关管状态原则在互补导通开关器件之间添加死区，即获得单相12个开关管的PWM驱动信号；

在所述步骤1中，将四个三角载波从上至下依次编号为1、2、3、4；当正弦调制波与三角载波1相交时，如果调制波的幅值大于三角载波1，输出电平信号记为2，反之记为1，此时电平区间信号记为（+2U～+U）；当正弦调制波与三角载波2相交时，如果调制波的幅值大于三角载波2，输出电平信号记为1，反之，记为0，此时电平区间信号记为（+U～０）；当正弦调制波与三角载波3相交时，如果调制波的幅值大于三角载波3，输出电平信号记为0，反之，记为-1，此时电平区间信号记为（０～-U）；当正弦调制波与三角载波4相交时，如果调制波的幅值大于三角载波4，输出电平信号记为-1，反之，记为-2，此时电平区间信号记为（-U～-2U）；

首先开关状态必须满足以下原则：所述主开关管支路中开关管S₁与S_1’、 S₂与S_2’互补导通，即二者驱动信号互补；所述箝位开关管1和2中的S_cx与S_cx’（x=1,2,3,4）互补导通，且S_c1与S_c2、S_c3与S_c4驱动信号一致。

具体实现包括以下步骤：

步骤1，如图3所示，采用消谐波PWM法，将每相调制波m=U_msinwt/U_dc与4个三角载波比较，其中U_msinwt为桥臂侧期望输出电压，U_dc为所述直流母线电压，所述的4个三角载波具有相同频率f_c和相同峰峰值0.5，它们在空间上是紧密相连且整个载波集对称分布于零参考的正负两侧，将四个三角载波从上至下依次编号为1、2、3、4（如图2）。当正弦调制波与三角载波1相交时，如果调制波的幅值大于三角载波1，输出电平信号记为2,反之，记为1，此时电平区间信号记为（+2U～+U）；当正弦调制波与三角载波2相交时，如果调制波的幅值大于三角载波2，输出电平信号记为1,反之，记为0，此时电平区间信号记为（+U～０）；当正弦调制波与三角载波3相交时，如果调制波的幅值大于三角载波3，输出电平信号记为0,反之，记为-1，此时电平区间信号记为（０～-U）；当正弦调制波与三角载波4相交时，如果调制波的幅值大于三角载波4，输出电平信号记为-1,反之，记为-2，此时电平区间信号记为（-U～-2U）。

步骤2，由步骤1得到电平区间信号和电平信号以后，由表2所示的开关状态表，直接查询获得S_c1、S_c3、S₁与S₂的开关状态，其中每个电平区间内，相同电平的冗余模态（A、B）每隔一个载波周期f_c切换一次，比如，在（+2U～+U）区间内，电平信号1发生时，两个冗余模态A、B交替使用，如图4所示。其中开关状态1表示开关器件导通，0表示开关器件关断；进一步根据开关状态需要满足的原则，同时在互补导通开关器件之间添加死区，即得单相12个开关管的PWM驱动信号。

表2 开关状态表

如图4是五电平变流器PWM发生模块示意图，PWM发生模块包括比较单元、开关模态选择单元，调制波和三角波输入至比较单元产生电平信号，该电平信号输入至开关模态选择单元，从而确定开关状态；根据开关状态和驱动信号表确定S_c1、S_c3、S₁与S₂的开关状态，同时在互补导通开关器件之间添加死区，即得单相12个开关管的PWM驱动信号。

本发明针对传统二极管箝位型五电平变流器直流母线电容电压平衡难以控制的难题，从混合箝位拓扑的角度，公开了一种新型的具有电容电压平衡和输出升压功能的五电平变流器拓扑，该拓扑所用器件较少。同时针对所提拓扑的五电平变流器，公开了一种调制策略，在实现电容电压快速自动平衡的同时，降低了主开关管的开关频率。

以上内容是结合具体的实施方案对本发明所作的进一步说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变形，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

图5是本发明的单相五电平逆变器调制度m=0.8时的开环仿真结果。工作条件如下：输入直流母线电压为400V，即每个电平200V；直流母线电容与箝位电容容值均为2mF，输出采用L滤波器，滤波电感为5mH；负载电阻为20Ω，开关频率为5KHz。由图5（a）可见，输出相电压为5电平，最高电平为400V，为直流侧母线总电压的两倍；电流波形畸变度较低。由图5（b）可见，直流母线电容C₁、C₂与箝位电容C₃、C₄电容电压基本都维持在一个电平200V左右，纹波小于5V。

图6为本发明单相五电平逆变器调制度m=0.3时的开环仿真结果，此时输出相电压为3电平，所有电容电压均维持在200V附近，纹波小于0.5V。因此，本发明所提供的拓扑与调制策略在全调制度范围内均能有效解决五电平电容电压平衡问题。

虽然本发明已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本发明的范围只局限于上述的结构，只要被本的发明权利要求所覆盖的结构均在保护范围之内。本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本发明之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明保护范围之内。

Claims

1.混合箝位型五电平变流器，其特征是，包括有三个结构相同的单相桥臂，其中，每相桥臂包括：2个直流母线电容C₁、C₂；2个箝位电容C₃、C₄；4个主开关管S₁、S₂、S_1’、S_2’和8个箝位开关管S_c1、S_c2、S_c1’、S_c2’、 S_c3、S_c4、S_c3’、S_c4’；2个箝位二极管D_c1和D_c2；

其中，直流母线电容C₁和C₂为各相桥臂共用。

所述直流母线电容C₁和C₂相互串联构成直流母线电容支路；所述箝位开关管S_c1、S_c2、S_c1’和S_c2’相互串联构成第一箝位开关管支路，所述箝位开关管S_c3、S_c4、S_c3’和S_c4’相互串联构成第二箝位开关管支路；所述箝位电容C₃和C₄相互串联构成箝位电容支路；所述箝位二极管D_c1和箝位二极管D_c2相互串联构成箝位二极管支路；所述主开关管S₁、S₂、S_1’和S_2’相互串联构成主开关管支路；所述直流母线电容支路、第一箝位开关管支路、第二箝位开关管支路、箝位电容支路、箝位二极管支路、主开关管支路从前至后依次相互连接。

2.一种混合箝位型五电平变流器的控制方法，其特征是，所述主开关管支路中开关管S₁与S_1’、 S₂与S_2’互补导通，即二者驱动信号互补；所述第一箝位开关管支路和第二箝位开关管支路中的S_cx与S_cx’（x=1,2,3,4）互补导通，且S_c1与S_c2、S_c3与S_c4驱动信号一致；

步骤1：首先将每相调制波m=U_msinwt/U_dc与4个具有相同频率f_c、相同峰峰值0.5并依次在空间上紧密相连且对称分布于零参考正负两侧的三角载波比较，获得电平区间信号和电平信号；其中U_msinwt为桥臂侧期望输出电压，U_dc为第一直流母线电压。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是，在所述步骤1中，将四个三角载波从上至下依次编号为1、2、3、4；当正弦调制波与三角载波1相交时，如果调制波的幅值大于三角载波1，输出电平信号记为2，反之记为1，此时电平区间信号记为（+2U～+U）；当正弦调制波与三角载波2相交时，如果调制波的幅值大于三角载波2，输出电平信号记为1，反之，记为0，此时电平区间信号记为（+U～０）；当正弦调制波与三角载波3相交时，如果调制波的幅值大于三角载波3，输出电平信号记为0，反之，记为-1，此时电平区间信号记为（０～-U）；当正弦调制波与三角载波4相交时，如果调制波的幅值大于三角载波4，输出电平信号记为-1，反之，记为-2，此时电平区间信号记为（-U～-2U）。