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电力电子变换器飞跨电容多电平变换器拓扑与控制技术设计.docx
资料介绍
电力电子变换器飞跨电容多电平变换器拓扑与控制技术设计
1 引言
飞跨电容（Flying Capacitor，FC）多电平变换器使用电容作为悬浮电源，在开关管之间跨接电容，实现多电平输出。FC变换器在开关状态组合上比NPC变换器更灵活，可输出更多的电平，电容电压的自平衡特性使其控制相对简单。FC变换器在光伏逆变器、电机驱动和电能质量治理中应用，在多电平变换器中具有独特的优势。FC变换器的电平数可扩展到三电平、四电平和五电平，电平数越多，输出电压谐波含量越低。本章将系统阐述FC变换器的拓扑结构、工作原理、电容电压平衡控制、调制策略以及设计要点，为FC变换器设计提供系统指导。
2 拓扑结构
2.1 三电平FC拓扑
三电平FC变换器每相由四个开关管和一个飞跨电容组成，飞跨电容连接在开关管S1和S3之间，S2和S4之间。输出电压的三个电平：正电平，S1和S2导通，输出连接到正母线；零电平，S1和S3导通，或S2和S4导通，输出通过飞跨电容连接到中性点，零电平时有两种开关组合，可控制飞跨电容的充放电；负电平，S3和S4导通，输出连接到负母线。
2.2 电容电压自平衡
FC变换器的飞跨电容电压具有自平衡特性，在适当的调制策略下，电容电压可自动稳定在Vdc/2。在零电平状态时，选择不同的开关组合可控制飞跨电容的充放电，在输出电流为正时，S1和S3导通使电容放电，S2和S4导通使电容充电，在输出电流为负时，充放电方向相反。通过交替使用两种零电平组合，可使电容电压保持平衡，不需要额外的平衡控制。
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| STM32G474逆变器_技术文件_1946_电力电子变换器飞跨电容多电平变换器拓扑与控制技术设计.docx | 37K |
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