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专利号: 2022102400376
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种开关电容高增益九电平逆变器,其特征在于,直流电压源Vin的正极连接到二极管D1的阳极和开关管S1的漏极,Vin的负极连接到开关管S2的源极、开关管S4的源极和二极管D3的阴极;电容C1的正极连接到D1的阴极、二极管D2的阳极和开关管S3的漏极,C1的负极连接到S1的源极和S2的漏极;电容C2的正极连接到D2的阴极、开关管S6的漏极和开关管S8的漏极,C2的负极连接到S3的源极和开关管S5的漏极;电容C3的正极连接到二极管D4的阴极和S4的漏极,C3的负极连接到D3的阳极、开关管S7的源极和开关管S9的源极;S5的源极连接到D4的阳极;S6的源极连接到S7的漏极和负载的正极,S8的源极连接到S9的漏极和负载的负极。

2.如权利要求1所述的一种开关电容高增益九电平逆变器的控制方法,其特征在于,使用正弦波us、三角波u1、u2、u3、u4生成驱动信号s1‑s9分别控制开关管S1‑S9;其中,u1、u2、u3、u4的频率大于us的频率;u1与u2频率相等,相位相差90°;u3与u4频率相等,相位相差180°;u1与u2的频率为u3与u4的频率的两倍;u1的大小为0~Ac,u2的大小为Ac~2Ac,u3和u4的大小为2Ac~4Ac,us幅值小于4Ac;具体为:生成中间信号A1‑A10,其中:A1=(us>0),A2=not(us>0),A3=(abs(us)>u1),A4=(abs(us)>u2),A5=(abs(us)>u3),A6=not(abs(us)>u3),A7=(abs(us)>u4),A8=not(abs(us)>u4),A9=(abs(us)>3Ac),A10=not(abs(us)>3Ac);

生成中间信号B1‑B5,其中:B1=(A3)xor(A4),B2=(A5)and(A7),B3=((A5)or(A7))xor(A4),B4=((A6)and(A9))or((A7)and(A10)),B5=((A5)and(A10))or((A8)and(A9));

生成驱动信号s1‑s9,其中:s1=(B2)or(B3)or(B5),s2=(B1)or(B4),s3=(B2)or(B4),s4=B5,s5=(B4)or(B5),s6=not((A2)and(A3)),s7=(A2)and(A3),s8=not((A1)and(A3)),s9=(A1)and(A3)。

3.如权利要求2所述的一种开关电容高增益九电平逆变器的控制方法,其特征在于,所述驱动信号s3、s4分别替换为:s3=B5,s4=(B2)or(B4)。

4.一种开关电容高增益九电平逆变器,其特征在于:直流电压源Vin的负极连接到二极管D1的阴极和开关管S1的源极,Vin的正极连接到开关管S2的漏极、开关管S3的漏极和二极管D2的阳极;电容C1的负极连接到D1的阳极、二极管D3的阴极和开关管S4的源极,C1的正极连接到S1的漏极和S2的源极;电容C2的正极连接到D2的阴极、开关管S6的漏极和开关管S8的漏极,C2的负极连接到S3的源极和开关管S5的漏极;电容C3的正极连接到二极管D4的阴极和S4的漏极,C3的负极连接到D3的阳极、开关管S7的源极和开关管S9的源极;S5的源极连接到D4的阳极;S6的源极连接到S7的漏极和负载的正极,S8的源极连接到S9的漏极和负载的负极。

5.如权利要求4所述的一种开关电容高增益九电平逆变器的控制方法,其特征在于,使用正弦波us、三角波u1、u2、u3、u4生成驱动信号s1‑s9分别控制开关管S1‑S9;其中,u1、u2、u3、u4的频率大于us的频率;u1与u2频率相等,相位相差90°;u3与u4频率相等,相位相差180°;u1与u2的频率为u3与u4的频率的两倍;u1的大小为0~Ac,u2的大小为Ac~2Ac,u3和u4的大小为2Ac~4Ac,us幅值小于4Ac;具体为:生成中间信号A1‑A10,其中:A1=(us>0),A2=not(us>0),A3=(abs(us)>u1),A4=(abs(us)>u2),A5=(abs(us)>u3),A6=not(abs(us)>u3),A7=(abs(us)>u4),A8=not(abs(us)>u4),A9=(abs(us)>3Ac),A10=not(abs(us)>3Ac);

生成中间信号B1‑B5,其中:B1=(A3)xor(A4),B2=(A5)and(A7),B3=((A5)or(A7))xor(A4),B4=((A6)and(A9))or((A7)and(A10)),B5=((A5)and(A10))or((A8)and(A9));

生成驱动信号s1‑s9,其中:s1=(B2)or(B3)or(B5),s2=(B1)or(B4),s3=(B2)or(B4),s4=B5,s5=(B4)or(B5),s6=not((A2)and(A3)),s7=(A2)and(A3),s8=not((A1)and(A3)),s9=(A1)and(A3)。

6.如权利要求5所述的一种开关电容高增益九电平逆变器的控制方法,其特征在于,所述驱动信号s3、s4分别替换为:s3=B5,s4=(B2)or(B4)。