CN113872460A - 一种逆变器和anpc型三电平逆变电路的切换调制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种逆变器和ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法。在该逆变电路的切换调制方法中，由于在该逆变电路输出零电平时，在该逆变电路中，导通的外管与当前的电流路径之间并未形成通路，所以如此可以实现外管的零电流关断；另外，由于当在该逆变电路中构建双续流回路后，关断该逆变电路中的任一钳位管，都不会改变该逆变电路的输出电平，所以如此可以实现钳位管的零电压关断；综上所述，该逆变电路的切换调制方法，降低了外管和钳位管在输出状态转换过程中所承受的应力，因此可以避免外管和钳位管在输出状态转换过程中出现超压，从而使得外管和钳位管可以选择更低耐压的开关管，进而可以降低ANPC型三电平逆变电路的成本。

Description

一种逆变器和ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种逆变器和ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法。

背景技术

ANPC型三电平逆变电路如图1所示，其中，第一开关管T1和第四开关管T4为外管，第二开关管T2和第三开关管T3为内管，第五开关管T5和第六开关管T6为钳位管。目前，ANPC的调制策略比较灵活，可以采用内管高频、外管工频的调制策略。

该调制策略虽然使得换流回路的路径加长，但是却可以降低损耗，因此该调制策略适用于功率较低的场合。通常情况下，当采用该调制策略时，外管和钳位管只在过零点处进行切换，并使ANPC型三电平逆变电路的输出状态发生转换；在切换过程中，外管和钳位管存在超压的可能性，为了避免外管和钳位管在切换过程中因超压而被损坏，通常会选择更高耐的外管和钳位管，如此使得ANPC型三电平逆变电路的成本增加。

因此，如何避免ANPC型三电平逆变电路中的外管和钳位管，在该逆变电路进行输出状态转换时出现超压，是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种逆变器和ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，以避免ANPC型三电平逆变电路中的外管和钳位管，在该逆变电路进行输出状态转换时出现超压。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本申请一方面提供一种ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，包括：

在所述ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求时，判断所述逆变电路是否输出零电平；

若所述逆变电路输出零电平，则控制所述逆变电路中的相应外管关断；

当在所述逆变电路中构建双续流回路后，以控制所述逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中的相应钳位管关断；

以控制所述逆变电路转换为所述需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通。

可选的，所述ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求，包括：

所述逆变电路切换自身的运行半周期，或者，所述逆变电路将自身的输出状态转换为关机状态，或者，所述逆变电路将自身的输出状态转换为故障状态；所述故障状态为所述关机状态或者外管关断状态。

可选的，当所述逆变电路切换自身的运行半周期时，所述需求输出状态为所述逆变电路处于除当前运行半周期外的另一运行半周期时的输出状态；

当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，所述需求输出状态为所述关机状态；

当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述外管关断状态时，所述需求输出状态为所述外管关断状态。

可选的，所述当前运行半周期，包括：正半周期或负半周期。

可选的，当所述逆变电路切换自身的运行半周期时，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通，包括：

同时控制相应所述内管关断和相应所述外管导通，或者，在控制相应所述内管关断后，控制相应所述外管导通。

可选的，控制相应所述内管关断的步骤前移，与控制相应所述钳位管关断的步骤的同时执行。

可选的，在控制相应所述外管导通之后，还包括：

控制全部所述内管均关断。

可选的，当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通，包括：

控制全部所述内管均关断。

可选的，所述外管关断状态与所述逆变电路的原输出状态相比，仅全部所述外管关断。

可选的，当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述外管关断状态时，在控制所述逆变电路中的相应外管关断之后，还包括：

判断所述需求输出状态是否为所述外管关断状态；

若所述需求输出状态为所述外管关断状态，则执行以控制所述逆变电路转换为所述需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通的步骤；

若所述需求输出状态不是所述外管关断状态，则执行当在所述逆变电路中构建双续流回路后，以控制所述逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中的相应钳位管关断的步骤。

可选的，若所述逆变电路未输出零电平，则在控制所述逆变电路以当前输出状态输出零电平后，返回执行控制所述逆变电路中的相应外管关断的步骤。

可选的，控制所述逆变电路以当前输出状态输出零电平，包括：

在控制全部所述内管均关断后，在所述逆变电路中构建当前输出状态下的续流回路。

可选的，相邻两个步骤之间的执行时间差取以下时间中的最大值：

所述逆变电路的调制策略中的死区时间、所述逆变电路中各开关管的导通时间、各所述开关管的关断时间。

本申请另一方面提供一种逆变器，包括：控制器、至少一个驱动单元和至少一个ANPC型三电平逆变电路；其中：

每个所述ANPC型三电平逆变电路的直流侧均与所述逆变器的直流母线相连；

每个所述逆变电路分别通过相应所述驱动单元，受控于所述控制器，所述控制器用于执行如本申请上一方面任一项所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法。

可选的，每个所述逆变电路的交流输出端作为所述逆变器的一相输出端。

可选的，还包括：至少一个直流-直流变换电路；其中：

每个所述直流-直流变换电路的一端均与所述直流母线相连；

每个所述直流-直流变换电路的另一端分别作为所述逆变器直流侧的相应端口；

每个所述直流-直流变换电路分别通过相应所述驱动单元，受控于所述控制器。

可选的，所述控制器为独立设置的控制器，或者，作为上级***中的***控制器。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法。在该ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法中，由于在该逆变电路输出零电平时，在该逆变电路中，一个外管导通，另一个外管关断，并且导通的外管与当前的电流路径之间并未形成通路，即：导通的外管上没有电流流过，所以当该逆变电路具有输出状态转换需求时，在该逆变电路输出零电平后，控制该逆变电路中的相应外管关断，可以实现外管的零电流关断；另外，由于当在该逆变电路中构建双续流回路后，关断该逆变电路中的任一钳位管，都不会改变该逆变电路的输出电平，所以当在该逆变电路中构建双续流回路后，再控制相应钳位管关断，可以实现钳位管的零电压关断；综上所述，该ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，降低了该逆变电路自身外管和钳位管在输出状态转换过程中所承受的应力，因此可以避免该逆变电路自身外管和钳位管在输出状态转换过程中出现超压，从而使得该逆变电路中的外管和钳位管可以选择更低耐压的开关管，进而可以降低ANPC型三电平逆变电路的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为ANPC型三电平逆变电路的拓扑结构示意图；

图2为本申请实施例提供的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法的一种流程示意图；

图3a-图3d分别为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态时，四种不同情况下电流流出时的电流回路示意图；

图4a-图4d分别为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态时，四种不同情况下电流流入时的电流回路示意图；

图5a-图5e分别为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态且ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期时，五种不同情况下电流流出时的电流回路示意图；

图6a-图6e分别为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态且ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期时，五种不同情况下电流流入时的电流回路示意图；

图7a和图7b分别为为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态且ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，两种不同情况下电流流出时的电流回路示意图；

图8a和图8b分别为为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态且ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，两种不同情况下电流流入时的电流回路示意图；

图9a为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态且ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期时，各开关管的控制信号的一种示意图；

图9b为ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态且ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，各开关管的控制信号的一种示意图；

图10为本申请实施例提供的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法的另一种实施方式的流程示意图；

图11为本申请实施例提供的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法的另一种流程示意图；

图12和图13分别为本申请实施例提供的逆变器的两种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了避免ANPC型三电平逆变电路中的外管和钳位管，在该逆变电路进行输出状态转换时出现超压，本申请实施例提供一种ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其具体流程如图2所示，具体包括以下步骤：

S110、在ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求时，判断ANPC型三电平逆变电路是否输出零电平。

若ANPC型三电平逆变电路输出零电平，则执行步骤S120。

具体而言，ANPC型三电平逆变电路的输出状态，包括：1)第一输出状态，其运行于正半周期时的输出状态，即：以相应比例循环交替输出高电平和零电平；2)第二输出状态，其运行于负半周期时的输出状态，即：以相应比例循环交替输出低电平和零电平；3)第三输出状态，又称关机状态，其关机时的输出状态，即：不再输出任何电平。

其中，输出状态转换需求，即：ANPC型三电平逆变电路的输出状态准备发生转换；在本申请另一实施例中，ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求的实施方式，可以为：ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期，比如，ANPC型三电平逆变电路的输出状态准备由第一输出状态转换为第二输出状态；也可以为：ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为关机状态，比如，ANPC型三电平逆变电路的输出状态准备由第一输出状态转换为关机状态；还可以为：ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为故障状态。

可选的，故障状态可以为关机状态，也可以为外管关断状态，此处不做具体限定，可视具体情况而言，均在本申请的保护范围内。其中，外管关断状态与逆变电路的原输出状态相比，仅全部外管均关断。

上述仅为ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求的两种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限定于上述实施方式，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

在本申请另一实施例中，如图9a或图9b所示，当接收到的切换指令K跳变为高电平时，意味着ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求，并且，在切换指令K中包括需求输出状态，其中，需求输出状态会在下面进行说明，此处不再赘述。

上述仅为一种实施方式，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

S120、控制ANPC型三电平逆变电路中的相应外管关断。

其中，ANPC型三电平逆变电路中的相应外管具体指此时导通的外管。

在实际应用中，ANPC型三电平逆变电路输出零电平时，其内部的电流回路有两条，分别为：

1)ANPC型三电平逆变电路以第一输出状态输出零电平时自身中的电流回路，此时，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态如图3a或图4a所示，第一开关管T1、第三开关管T3和第六开关管T6导通；当电流流出时，电流回路如图3a所示，具体为：ANPC型三电平逆变电路的直流侧中点→第六开关管T6→第三开关管T3的寄生二极管→ANPC型三电平逆变电路的交流侧输出端；当电流流入时，电流回路如图4a所示，具体为：ANPC型三电平逆变电路的交流侧输出端→第三开关管T3→第六开关管T6的寄生二极管→ANPC型三电平逆变电路的直流侧中点。

2)ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时的电流回路，此时，第二开关管T2、第四开关管T4和第五开关管T5导通；此条电流回路与上述电流回路对称，可由上述电流回路推知，此处不再一一赘述。

由此可知，当ANPC型三电平逆变电路以第一输出状态输出零电平时，相应外管为第一开关管T1，此时各开关管接收的控制信号如图9a或图9b中t2时刻所示；当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，步骤S120中的相应外管为第四开关管T4。

以图3a或图4a所示为例，由图可知，第一开关管T1与图中电流路径之间并未形成通路，即：第一开关管T1上没有电流流过，从而此时可以零电流将第一开关管T1关断，关断第一开关管T1后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图3b或图4b所示；由此推知，当ANPC型三电平逆变电路以第一输出状态输出零电平时，第四开关管T4与对应电流路径之间也并未形成通路，即：第四开关管T4上也没有电流流过，从而此时也可以零电流将第四开关管T4关断。

因此，当该逆变电路具有输出状态转换需求时，在该逆变电路输出零电平后，控制该逆变电路中的相应外管关断，可以实现外管的零电流关断。

S130、当在ANPC型三电平逆变电路中构建双续流回路后，以控制ANPC型三电平逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制ANPC型三电平逆变电路中的相应钳位管关断。

其中，续流回路，即：ANPC型三电平逆变电路在输出零电平时自身中的电流回路；因此，构建双续流回路即同时将上述两条电流回路导通。

以图3b或图4b所示为例，构建双续流回路，即：控制第二开关管T2和第五开关管T5导通，此时各开关管接收的控制信号如图9a或图9b中t3时刻所示；当电流流出时，电流回路如图3c所示，当电流流入时，电流回路如图4c所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，构建双续流回路的具体流程可由上述推知，此处不再赘述。

另外，需求输出状态，即：ANPC型三电平逆变电路进行输出状态转换后的输出状态。

在本申请另一实施例中，当ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期时，ANPC型三电平逆变电路的需求输出状态为ANPC型三电平逆变电路处于除当前运行半周期外的另一运行半周期时的输出状态；其中，当前运行半周期，包括：正半周期或者负半周期。

以图3c或图4c所示为例，ANPC型三电平逆变电路以第一输出状态输出零电平，则其需求输出状态为第二输出状态；因此，以控制ANPC型三电平逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制ANPC型三电平逆变电路中的相应钳位管关断，即：控制第六开关管T6关断，此时各开关管接收的控制信号如图9a中t4时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5a或图6a所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，以控制ANPC型三电平逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制ANPC型三电平逆变电路中的相应钳位管关断的具体流程可由上述推知，此处不再赘述。

在本申请另一实施例中，当ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为关机状态时，ANPC型三电平逆变电路的需求输出状态为关机状态。

以图3c或图4c所示为例，ANPC型三电平逆变电路以第一输出状态输出零电平，需求输出状态为关机状态，因此，以控制ANPC型三电平逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制ANPC型三电平逆变电路中的相应钳位管关断，即：控制第五开关管T5和第六开关管T6均关断，此时各开关管接收的控制信号如图9b中t4时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图7a或图8a所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，以控制ANPC型三电平逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制ANPC型三电平逆变电路中的相应钳位管关断的具体流程与上述相同，此处不再赘述。

由上述可知，当在ANPC型三电平逆变电路中构建双续流回路后，关断第六开关管T6，或者，关断第五开关管T5和第六开关管T6，均不会改变ANPC型三电平逆变电路的输出电平，仍为零电平，即：当在该逆变电路中构建双续流回路后，关断该逆变电路中的任一钳位管，都不会改变该逆变电路的输出电平。

因此，当在该逆变电路中构建双续流回路后，再控制相应钳位管关断，可以实现钳位管的零电压关断。

S140、以控制ANPC型三电平逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通。

在步骤S130中，已经将ANPC型三电平逆变电路中相应钳位管的通断调整为与需求输出状态中相应钳位管的通断相同，所以在步骤S140中，将ANPC型三电平逆变电路中相应外管和相应内管的通断调整为与需求输出状态相同，即可将ANPC型三电平逆变电路的输出状态转换为需求输出状态；具体流程会在下面进行详细说明，此处不再赘述。

综上所述，该ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，分别实现了ANPC型三电平逆变电路自身外管的零电流关断和自身钳位管的零电压关断，因此可以降低ANPC型三电平逆变电路自身外管和自身钳位管在输出状态转换过程中所承受的应力，从而可以避免ANPC型三电平逆变电路自身外管和自身钳位管在输出状态转换过程中出现超压，进而使得ANPC型三电平逆变电路中的外管和钳位管可以选择更低耐压的开关管，并可以降低ANPC型三电平逆变电路的成本。

在本申请另一实施例中，当ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期时，步骤S140的一种具体实施方式为：同时控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管关断和相应外管导通。

以图5a和图6a所示为例，此时ANPC型三电平逆变电路的需求输出状态为其处于第二输出状态，假设转换后，ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平，则同时控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管和相应外管导通，即：同时控制第三开关管T3关断和第四开关管T4导通，此时各开关管接收的控制信号如图9a中t5时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5b或图6b所示。

假设转换后，ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出低电平，则同时控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管和相应外管导通，即：同时控制第二开关管T2和第三开关管T3关断以及第四开关管T4导通；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5c或图6c所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，同时控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管和相应外管导通的具体流程可由上述推知，此处不再赘述。

在本申请另一实施例中，当ANPC型三电平逆变电路切换自身的运行半周期时，步骤S140的一种具体实施方式为：在控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管关断后，控制ANPC型三电平逆变电路中相应外管导通。

以图5a和图6a所示为例，此时ANPC型三电平逆变电路的需求输出状态为其处于第二输出状态，假设转换后，ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平，则控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管关断，即：控制第三开关管T3关断，完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5d或图6d所示；之后，控制ANPC型三电平逆变电路中相应外管导通，即：控制第四开关管T4导通；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5b或图6b所示。

假设转换后，ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出低电平，则控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管关断，即：控制第二开关管T2和第三开关管T3关断，完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5e或图6e所示；之后，控制ANPC型三电平逆变电路中相应外管导通，即：控制第四开关管T4导通，完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5c或图6c所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，在控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管关断后，控制ANPC型三电平逆变电路中相应外管导通的具体流程可由上述推知，此处不再赘述。

在本申请另一实施例中，前两个实施例中控制ANPC型三电平逆变电路中相应内管关断的步骤前移，与步骤S130中，控制ANPC型三电平逆变电路中的相应钳位管关断同时执行；此实施方式可视具体情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

在本实施例中，在前两个实施例中控制ANPC型三电平逆变电路中相应外管导通的步骤之后，还包括：控制ANPC型三电平逆变电路中的全部内管均关断；如此可以避免转换后，调制策略控制ANPC型三电平逆变电路输出高电平或者低电平时，导致ANPC型三电平逆变电路中直流母线的短路。

以图5b或图6b所示为例，控制ANPC型三电平逆变电路中的全部内管均关断，即：控制第二开关管T2和第三开关管T3均关断，此时各开关管接收的控制信号如图9a中t6时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图5c或图6c所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第二输出状态时，控制ANPC型三电平逆变电路中的全部内管均关断的具体流程与上述相同，此处不再赘述。

在本申请另一实施例中，当ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为关机状态时，步骤S140的一种具体实施方式为：控制ANPC型三电平逆变电路中全部内管均关断。

以图7a和图8a所示为例，此时ANPC型三电平逆变电路的需求输出状态为关机状态，因此，在控制ANPC型三电平逆变电路中全部内管均关断，即：控制第二开关管T2和第三开关管T3均关断，此时各开关管接收的控制信号如图9b中t5时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路中各开关管的通断状态，如图7b或图8b所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路以第二输出状态输出零电平时，控制ANPC型三电平逆变电路中全部内管均关断的具体流程与上述相同，此处不再赘述。

在本申请另一实施例中，如图10所示，当ANPC型三电平逆变电路将自身的输出状态转换为外管关断状态时，ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法在步骤S120之后，还包括以下步骤：

S210、判断需求输出状态是否为外管关断状态。

若需求输出状态为外管关断状态，则执行步骤S140；若需求输出状态不是外管关断状态，则执行步骤S130。

上述仅为ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法的另一种具体实施方式，此处不做具体限定，可视具体情况而定。

本申请另一实施例提供ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法的另一种实施方式，其具体流程可参见图11(仅在图2基础上进行展示)，在任一上述实施例的基础上，在步骤S110之后，还包括：

若ANPC型三电平逆变电路未输出零电平，则在执行步骤S150之后，返回执行步骤S120。

S150、控制ANPC型三电平逆变电路以当前输出状态输出零电平。

需要说明的是，增加步骤S150后，可以强制ANPC型三电平逆变电路输出零电平，从而即便在ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求时，ANPC型三电平逆变电路未输出零电平，也可以进行输出状态的转换，因此，ANPC型三电平逆变电路可以随时关机和切换运行半周期。

在本申请另一实施例中，步骤S150的一种具体实施方式为：在控制ANPC型三电平逆变电路中全部内管均关断后，在ANPC型三电平逆变电路中构建当前输出状态下的续流回路。

以ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第一输出状态为例，控制ANPC型三电平逆变电路中全部内管均关断，即：控制第二开关管T2和第三开关管T3均关断，此时各开关管接收的控制信号如图9a或图9b中t0时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路的各开关管的通断状态，如图3d或图4d所示；之后，在ANPC型三电平逆变电路中构建当前输出状态下的续流回路，即：控制第三开关管T3导通，此时各开关管接收的控制信号如图9a或图9b中t1时刻所示；完成后，ANPC型三电平逆变电路的各开关管的通断状态，如图3a或图4a所示。

需要说明的是，当ANPC型三电平逆变电路的当前输出状态为第二输出状态时，在控制ANPC型三电平逆变电路中全部内管均关断后，在ANPC型三电平逆变电路中构建当前输出状态下的续流回路的具体流程与上述相同，此处不再赘述。

在上述任一实施例中，相邻两个步骤之间均存在执行时间差，其中，执行时间差取以下时间中的最大值：

ANPC型三电平逆变电路的调制策略中的死区时间、ANPC型三电平逆变电路中各开关管的导通时间、ANPC型三电平逆变电路中各开关管的关断时间。

需要说明的是，在实际应用中，通常情况下，执行时间差设计为死区时间。

本申请另一实施例提供一种逆变器，其具体结构可参见图12，其具体包括：控制器10、至少一个驱动单元20和至少一个ANPC型三电平逆变电路30。

在该逆变器中，每个ANPC型三电平逆变电路30的直流侧均与逆变器的直流母线相连；每个ANPC型三电平逆变电路30的交流输出端作为逆变器的一相输出端；每个ANPC型三电平逆变电路30分别通过相应驱动单元20，受控于控制器10，控制器10用于执行上述任一实施例提供的ANPC型三电平逆变电路30的切换调制方法。

在本申请另一实施例中，可参见图13，逆变器，还包括：至少一个直流-直流变换电路50。

其中，每个直流-直流变换电路50的一端均与直流母线相连；每个直流-直流变换电路50的另一端分别作为逆变器直流侧的相应端口；每个直流-直流变换电路50分别通过相应驱动单元20(为简化视图，图中并未示出控制器与直流-直流变换电路50之间的驱动电路)，受控于控制器10。

在上述两个实施例中，控制器10可以为独立设置的控制器，也可以作为上级***中的***控制器，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (17)

1.一种ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，包括：

在所述ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求时，判断所述逆变电路是否输出零电平；

若所述逆变电路输出零电平，则控制所述逆变电路中的相应外管关断；

当在所述逆变电路中构建双续流回路后，以控制所述逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中的相应钳位管关断；

以控制所述逆变电路转换为所述需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通。

2.根据权利要求1所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，所述ANPC型三电平逆变电路具有输出状态转换需求，包括：

所述逆变电路切换自身的运行半周期，或者，所述逆变电路将自身的输出状态转换为关机状态，或者，所述逆变电路将自身的输出状态转换为故障状态；所述故障状态为所述关机状态或者外管关断状态。

3.根据权利要求2所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，当所述逆变电路切换自身的运行半周期时，所述需求输出状态为所述逆变电路处于除当前运行半周期外的另一运行半周期时的输出状态；

当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，所述需求输出状态为所述关机状态；

当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述外管关断状态时，所述需求输出状态为所述外管关断状态。

4.根据权利要求3所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，所述当前运行半周期，包括：正半周期或负半周期。

5.根据权利要求3所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，当所述逆变电路切换自身的运行半周期时，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通，包括：

同时控制相应所述内管关断和相应所述外管导通，或者，在控制相应所述内管关断后，控制相应所述外管导通。

6.根据权利要求5所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，控制相应所述内管关断的步骤前移，与控制相应所述钳位管关断的步骤的同时执行。

7.根据权利要求5所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，在控制相应所述外管导通之后，还包括：

控制全部所述内管均关断。

8.根据权利要求3所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述关机状态时，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通，包括：

控制全部所述内管均关断。

9.根据权利要求3所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，所述外管关断状态与所述逆变电路的原输出状态相比，仅全部所述外管关断。

10.根据权利要求9所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，当所述逆变电路将自身的输出状态转换为所述外管关断状态时，在控制所述逆变电路中的相应外管关断之后，还包括：

判断所述需求输出状态是否为所述外管关断状态；

若所述需求输出状态为所述外管关断状态，则执行以控制所述逆变电路转换为所述需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中相应内管以及相应外管的关断或导通的步骤；

若所述需求输出状态不是所述外管关断状态，则执行当在所述逆变电路中构建双续流回路后，以控制所述逆变电路转换为需求输出状态为目标，控制所述逆变电路中的相应钳位管关断的步骤。

11.根据权利要求1-10任一项所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，若所述逆变电路未输出零电平，则在控制所述逆变电路以当前输出状态输出零电平后，返回执行控制所述逆变电路中的相应外管关断的步骤。

12.根据权利要求11所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，控制所述逆变电路以当前输出状态输出零电平，包括：

在控制全部所述内管均关断后，在所述逆变电路中构建当前输出状态下的续流回路。

13.根据权利要求11所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法，其特征在于，相邻两个步骤之间的执行时间差取以下时间中的最大值：

所述逆变电路的调制策略中的死区时间、所述逆变电路中各开关管的导通时间、各所述开关管的关断时间。

14.一种逆变器，其特征在于，包括：控制器、至少一个驱动单元和至少一个ANPC型三电平逆变电路；其中：

每个所述ANPC型三电平逆变电路的直流侧均与所述逆变器的直流母线相连；

每个所述逆变电路分别通过相应所述驱动单元，受控于所述控制器，所述控制器用于执行如权利要求1-13任一项所述的ANPC型三电平逆变电路的切换调制方法。

15.根据权利要求14所述的逆变器，其特征在于，每个所述逆变电路的交流输出端作为所述逆变器的一相输出端。

16.根据权利要求14或15所述的逆变器，其特征在于，还包括：至少一个直流-直流变换电路；其中：

每个所述直流-直流变换电路的一端均与所述直流母线相连；

每个所述直流-直流变换电路的另一端分别作为所述逆变器直流侧的相应端口；

每个所述直流-直流变换电路分别通过相应所述驱动单元，受控于所述控制器。

17.根据权利要求14或15所述的逆变器，其特征在于，所述控制器为独立设置的控制器，或者，作为上级***中的***控制器。

Images