浙江大学王超获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种异质功率器件级联H桥逆变器及其混频调制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119051473B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411559293.7,技术领域涉及:H02M7/483;该发明授权一种异质功率器件级联H桥逆变器及其混频调制方法是由王超;李美芳;李楚杉;李武华;盛景;杨贺雅;韩如磊设计研发完成,并于2024-11-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种异质功率器件级联H桥逆变器及其混频调制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种异质功率器件级联H桥逆变器及其混频调制方法,属于多电平变流器领域。逆变器包括三个结构相同的单相电路,每个单相电路包括一个高频子模块和n‑1个低频子模块。外部控制器生成三角载波和高频子模块的调制波并进行比较,生成高频子模块开关管的PWM信号并控制高频子模块开关管的通断,高频子模块输出PWM波;控制器基于调制波产生n‑1组基频方波信号并控制低频子模块的开关管的通断,低频子模块输出方波;一个单相电路的PWM波和n‑1个方波叠加形成2n+1电平混频调制的相电压波;最终,逆变器输出相位互差120°的三相电压至外部负载。本发明可以在不显著增加器件成本的情况下实现全宽禁带功率器件相近的性能。
本发明授权一种异质功率器件级联H桥逆变器及其混频调制方法在权利要求书中公布了:1.一种异质功率器件级联H桥逆变器的混频调制方法,其特征在于,所述异质功率器件级联H桥逆变器包括三个结构相同的单相电路,每个单相电路包括n个子模块,;每个子模块均包括四个开关管和一个电源,开关管包括三个端口; 在子模块中,第一开关管的第一端口连接第四开关管的第二端口,第三开关管的第一端口连接第二开关管的第二端口,第一开关管的第二端口连接第三开关管的第二端口,连接后与电源的正极相连;第四开关管的第一端口连接第二开关管的第一端口,连接后与电源的负极相连; 第一个子模块的第一开关管的第一端口作为单相电路的第一端,第x个子模块的第三开关管的第一端口连接第x+1个子模块的第一开关管的第一端口,;最后一个子模块的第三开关管的第一端口作为单相电路的第二端,三个单相电路的三个第二端相连;三个单相电路的三个第一端与同一个外部负载相连; 在单相电路中,其中一个子模块为运行于载波频率的子模块,其余n-1个子模块为运行于基波频率的子模块; 所述混频调制方法包括以下步骤: 运行于载波频率的子模块为高频子模块,运行于基波频率的子模块为低频子模块;外部的控制器生成三角载波和高频子模块的调制波,并对所述三角载波与调制波进行比较,生成高频子模块的开关管的PWM信号,基于PWM信号控制高频子模块的四个开关管的通断,高频子模块输出电压为vH的PWM波;控制器基于高频子模块的调制波产生n-1组基频方波信号,一组基频方波信号控制一个低频子模块的四个开关管的通断,n-1个低频子模块输出n-1个相位不同的方波;一个单相电路的PWM波和n-1个方波叠加形成2n+1电平混频调制的相电压波,三个单相电路的相电压波相位互差120度;最终,异质功率器件级联H桥逆变器输出三相电压至外部的负载; 所述高频子模块在一个基频周期0,2π]内的调制波为复合波形; 调制波在区间0,π]内的表达式为: ; 调制波在区间π,2π]内的表达式为: ; 其中,vm1为高频子模块的调制波;m为调制度,0m1;,且j为整数;;θ为调制波的角度; 当0θ≤π时,高频子模块的第二开关管常通、第三开关管常断,若此时调制波大于等于三角载波,则第一开关管开通而第四开关管关断,若此时调制波小于三角载波,第四开关管开通而第一开关管关断;当πθ≤2π时,第四开关管常通、第一开关管常断,若此时调制波大于等于三角载波,第三开关管开通而第二开关管关断,若此时调制波小于三角载波,第二开关管开通而第三开关管关断; 第j个所述低频子模块生成的方波的电压为: ; 其中,E为电源的电压幅值; 当θj≤θ≤π-θn-j,第j个低频子模块的第一开关管和第二开关管导通,第三开关管和第四开关管关断;当π+θj≤θ≤2π-θn-j时,第三开关管和第四开关管导通,第一开关管和第二开关管关断;当θ为其余的情况时,第一开关管和第三开关管关断,第二开关管和第四开关管导通。
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