飞跨电容三电平电路的驱动方法、控制器、电路及设备与流程

本技术涉及电子电路，尤其涉及一种飞跨电容三电平电路的驱动方法、控制器、电路及设备。

背景技术：

1、采用飞跨电容型三电平拓扑的双向直流变换设备，工作时需要判断电池(相对于变换设备而言是输入侧)电压和母线(相对于变换设备而言是输出侧)电压来切换工作模式。当电池电压小于母线电压，变换设备在电池放电时工作于boost模式，在电池充电时工作于buck模式，当电池电压大于母线电压，变换设备在电池放电时工作于buck模式，在电池充电时工作于boost模式，当电池电压与母线电压接近时，变换设备工作于buck-boost模式。

2、目前相关技术中通过检测电压结合逻辑判断对飞跨电容三电平电路进行模式切换，切换过程不平滑，需要考虑电路的稳定性，因此控制较为复杂。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种飞跨电容三电平电路的驱动方法、控制器、电路及设备，能够实现飞跨电容三电平电路工作模式的自动平滑切换，提高系统的稳定性和连续性。

2、第一方面，本技术的实施例提供了一种飞跨电容三电平电路的驱动方法，所述飞跨电容三电平电路包括第一桥臂、第二桥臂和电压前馈模块；所述驱动方法包括：

3、获取电流内环输出的电压调节量；

4、通过所述电压前馈模块，在所述电压调节量和所述飞跨电容三电平电路的输出电压的基础上叠加预设层叠系数并进行处理，得到目标调制波；所述预设层叠系数为0到1之间的数值；

5、将所述第一桥臂对应的第一载波与所述目标调制波比较确定第一驱动信号，将所述第二桥臂对应的第二载波降低所述预设层叠系数后与所述目标调制波比较确定第二驱动信号；

6、根据所述第一驱动信号驱动所述第一桥臂，根据所述第二驱动信号驱动所述第二桥臂。

7、在一些实施例中，所述电流内环包括减法器和比例积分控制器，所述减法器用于将参考信号与所述飞跨电容三电平电路的反馈信号相减，所述减法器的输出端连接所述比例积分控制器的输入端，所述比例积分控制器的输出端用于输出所述电压调节量。

8、在一些实施例中，所述在所述电压调节量和所述飞跨电容三电平电路的输出电压的基础上叠加预设层叠系数并进行归一化处理，得到目标调制波，包括：

9、在所述飞跨电容三电平电路的输出电压的基础上叠加所述预设层叠系数与所述输出电压的乘积，并将所述乘积与所述电压调节量相加，得到电压输出值；

10、获取所述飞跨电容三电平电路的输入电压，根据所述输入电压和所述输出电压对所述电压输出值进行归一化处理，得到目标调制波。

11、在一些实施例中，所述根据所述输入电压和所述输出电压对所述电压输出值进行归一化处理，包括：

12、确定所述输入电压和所述输出电压的电压总和；

13、将所述电压输出值除以所述电压总和，得到所述目标调制波，所述目标调制波为0到1+k之间数值。

14、在一些实施例中，所述飞跨电容三电平电路还包括归一化处理模块，所述归一化处理模块包括第一加法器、第二加法器和除法器，所述第一加法器用于在所述飞跨电容三电平电路的输出电压的基础上叠加所述预设层叠系数与所述输出电压的乘积，所述第二加法器耦合所述第一加法器的输出端，并用于输出所述输入电压和所述输出电压的电压总和，所述除法器耦合所述第二加法器的输出端，并用于将所述电压输出值除以所述电压总和，得到所述目标调制波。

15、在一些实施例中，所述将所述第一桥臂对应的第一载波与所述目标调制波比较确定第一驱动信号，包括：

16、对比所述第一载波与所述目标调制波的幅度；

17、根据所述第一载波低于所述目标调制波的时间段确定所述第一驱动信号的高电平部分，根据所述第一载波高于所述目标调制波的时间段确定所述第一驱动信号的低电平部分。

18、在一些实施例中，所述第一载波包括互补的第一波形和第二波形，所述第一驱动信号包括与所述第一波形对应的第一占空比信号和与所述第二波形对应的第二占空比信号；

19、所述第一桥臂包括从母线正极到母线负极依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一占空比信号用于驱动所述第一开关管动作，所述第二占空比信号用于驱动所述第二开关管动作，所述第一占空比信号的互补信号用于驱动所述第四开关管动作，所述第二占空比信号的互补信号用于驱动所述第三开关管动作。

20、在一些实施例中，所述将所述第二桥臂对应的第二载波降低所述预设层叠系数后与所述目标调制波比较确定第二驱动信号，包括：

21、将所述第二载波的幅度降低所述预设层叠系数后，得到第三载波；

22、对比所述第三载波与所述目标调制波的幅度；

23、根据所述第三载波低于所述目标调制波的时间段确定所述第二驱动信号的低电平部分，根据所述第三载波高于所述目标调制波的时间段确定所述第二驱动信号的高电平部分。

24、在一些实施例中，所述第二载波包括互补的第三波形和第四波形，所述第二驱动信号包括与所述第三波形对应的第三占空比信号和与所述第四波形对应的第四占空比信号；

25、所述第二桥臂包括从母线正极到母线负极依次串联的第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，所述第三占空比信号用于驱动所述第五开关管动作，所述第四占空比信号用于驱动所述第六开关管动作，所述第三占空比信号的互补信号用于驱动所述第八开关管动作，所述第四占空比信号的互补信号用于驱动所述第七开关管动作。

26、第二方面，本技术的实施例提供了一种控制器，包括至少一个处理器和用于与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的方法。

27、第三方面，本技术的实施例提供了一种飞跨电容三电平电路，包括如第二方面所述的控制器。

28、在一些实施例中，所述飞跨电容三电平电路由两个飞跨电容三电平双向升降压电路交错并联组成，两个所述飞跨电容三电平双向升降压电路各自通过所述控制器应用如第一方面所述的方法。

29、第四方面，本技术的实施例提供了一种逆变设备，包括如第三方面所述的飞跨电容三电平电路。

30、本技术实施例的飞跨电容三电平电路的驱动方法、控制器、电路及设备，至少具有以下有益效果：基于电压前馈模块，在电流内环输出的电压调节量以及飞跨电容三电平电路的输出电压的基础上，叠加预设层叠系数后进行处理，得到目标调制波，然后将目标调制波与第一桥臂的第一载波比较得到驱动第一桥臂的第一驱动信号，将目标调制波减去预设层叠系数后与第二桥臂的第二载波比较得到驱动第二桥臂的第二驱动信号；上述驱动方法叠加了预设层叠系数得到目标调制波，利用同相层叠载波技术，在目标调制波与第二载波比较时相当于将第二载波进行向上叠层处理，实现了一个目标调制波与两个桥臂各自的载波比较而得到不同的驱动信号，而目标调制波根据反映飞跨电容三电平电路当前工况的电压调节量得到，因此能够在不同输入输出电压工况下，保证系统运行模式能够自动平滑切换，提高系统的稳定性和连续性。

31、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。