直流电源PWM级联与多电平逆变器的技术改革

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１１卷第４期　它潦艘　石阙　Ｖｏ１．１１　Ｎｏ．４　２００８年４月　ＰＯＷＥＲ　ＳＵＰＰＬＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ａｐｒｉｌ　２００８　直流电源ＰＷＭ级联与多电平逆变器　的技术改革　刘凤君　（北京航Ｚ－Ｙ－＆总公司二院２０６所，　北京１００８５４）　摘要：介绍了一种新型的直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器的基本工作原理和控制方法。　关键词：直流电源；ＰＷＭ级联；多电平逆变器；技术改革　ＤＣ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　ＰＷＭ　Ｃａｓｃａｄｅｄ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ＬＩＵ　Ｆｅｎｇ－ｊｔｉｎ　（２０６ｔｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＣＡＳＩＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００８５４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ａ　ｎｅｗ　ＤＣ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ＰＷＭ　ｃａｓｃａｄｅｄ　ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ　ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ；ＰＷＭ　ｃａｓｃａｄｅｄ；ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ　ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　中图分类号：ＴＭ４６　文献标识码：Ａ　文章编号：０２１９—２７１３（２００８）０４—００３５—０８　０　引言　１）个；对于２Ｈ桥级联式多电平逆变器为　（ｍ一１）　当前常用的箝位式和２Ｈ桥级联式多电平逆　个。可知，直流电源的个数都比开关的个数少５０％　变器的共同特点是，逆变、级联叠加与ＰＷＭ控　７５％。特别是２Ｈ桥级联式多电平逆变器，直流电　制，都是在逆变器及其逆变开关上实现的。这种　源的个数只是逆变开关个数的　。因此，如果将多　逆变方式存在着使用元器件较多、开关损耗较大　的缺点。如果对这种逆变器进行一次技术改革，　电平逆变器进行一次技术改革，以２Ｈ桥级联式多　将级联叠加与ＰＷＭ控制都移到直流电源上实　电平逆变器为基础，在每一个直流电源上加一个　现，将会大大减少元器件数目，并使开关损耗减　级联叠加与ＰＷＭ控制开关时，就可以把级联叠加　少５Ｏ％以匕。　和ＰＷＭ控制与逆变器分开，移到直流电源上实　现。用这种方式制成的直流电源ＰＷＭ级联叠加　１　电路原理　式多电平逆变器如图１所示。　这种逆变器的开关个数与电平数的关系为　箝位式和２Ｈ桥级联式多电平逆变器的开关　数目与电平数ｍ的关系等于２（ｍ一１）个，开关的个　（　）＋４　数较多。而多电平逆变器的直流电源个数与电平　当电平数ｍ＞３时，　数ｍ的关系为：对于箝位式多电平逆变器为（ｍ一　１（ｍ一１）＋４＜２（ｍ一１），可以大大地减少开关　收稿日期：２００７—１０一加　的数目。　３５　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１１卷第４期　２００８年４月　鼍涤艘　石阙　ＰＯＷＥＲ　ＳＵＰＰＩＪＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ｖｏ１．１ｌ　Ｎｏ．４　Ａｐｒｉｌ　２００８　皇鲍　丝　竖　Ｓ　＝。ＥＮ　Ｅ　Ｄ　一　———　／——　ＳＮＩ　逆变电路　＝＿ＥＮ，＝Ｅ　Ｄ　．１－　．．．．．．．．．．．．／——　Ｓ　一ｌＥ　Ｅ　Ｄ１ｉ　—．．．　／——　Ｉ．．．．．一．　．．．．．．．．．．．．．＿＿Ｊ　Ｓ　＝－Ｅ　＝Ｆ　Ｄ，　———　／——　Ｓ．’　＝＿　．＝　Ｄ．　一　…一　＿－一　图１　直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器　再则，箝位式和２Ｈ桥级联式多电平逆变器的　总等效开关次数等于开关个数与一个开关的　ＰＷＭ开关次数．　的乘积，即等于２（ｍ一１　，而直　流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器的直流电源个　数，与２Ｈ桥级联式多电平逆变器的独立直流电源　个数相同，为　１（ｍ一１），由于每一个直流电源只用　Ｚ　一个级联叠加和ＰＷＭ控制开关，所以它的总等效　开关次数等于直流电源个数乘上一个直流电源控　制开关的ＰＷＭ开关次数，等于　１（ｍ一１　。因此，　．　箝位式和２Ｈ桥级联式多电平逆变器的总等效开　关次数２（ｍ一１）　，是直流电源ＰＷＭ级联式多电平　逆变器总等效开关次数　１（ｍ一１　的４倍。所以采　Ｚ　用直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器可以减少　７５％的总等效开关次数，故可以减少大约７５％的　开关损耗。　以上两点就是这项技术改革和开发研制直流　电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器的理由和出发点。　所谓直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器，它是由　直流电源ＰＷＭ级联电路和由４个开关组成的逆　变电路两部分组成的如图１所示。　２　直流电源ＰＷＭ级联电路与逆变电路　的构成　直流电源ＰＷＭ级联电路是直流电源ＰＷＭ　级联式多电平逆变器的基础。直流电源ＰＷＭ级　联电路如图２所示，它是由Ⅳ个独立直流电源、Ⅳ　个叠加与ＰＷＭ控制开关ＳＩ－Ｓ　，和Ⅳ个串联连接　的叠加二极管Ｄ，～Ｄ　组成的。Ⅳ个独立直流电源　Ｅ，＝Ｅ　＝Ｅ３＝……＝ＥＮ＝Ｅ，通过Ⅳ个控制开关ｓ。～ｓ　，　与Ⅳ个叠ｊｊ￣－－极管分别对应并联组合而成的，控　制开关一般选用具有内置反馈二极管的ＩＧＢＴ，而　叠ｊｊ￣－－极管则选用单体二极管。直流电源ＰＷＭ　级联电路的主要作用，是将Ⅳ个独立直流电源，通　过对直流电源控制开关Ｓ　～Ｓ　的ＰＷＭ控制，叠加　生成类似于单相桥式整流电路输出电压波形的Ⅳ　电平ＰＷＭ直流电源，此直流电源再通过由４个开　关组成的逆变电路进行同步逆变，就可以将多电　平ＰＷＭ直流电源电压逆变成多电平ＰＷＭ交流　电压输出。由于叠加后的直流电压是一种多电平　Ｌ　Ｎ　ｒ　ｓｗ。　Ｄ　１Ｊ　　厂　厂　广　Ｄ　Ｆ　．［　：　（ａ）　主电路　（ｂ）　控制电路　图２　直流电源ＰＷＭ级联电路　维普资讯 http://www.cqvip.com －－－－…一★控■技术　直流电源ＰＷＭ级联与多电平逆变器的技术改革一……　ＰＷＭ电压，所以４个逆变开关在过零点处的同步　逆变是工作于ＺＶＳ状态的零电压开关。　２．１　直流电源的级联叠加原理　Ⅳ个独立直流电源的叠加原理，是利用叠加　二极管Ｄ　～Ｄ　的单向导电特性实现的：当二极管　的正极电位比负极电位高时，处于正偏置状态，二　极管导通；反之，当二极管的正极电位比负极电位　低时，处于反偏置状态，二极管关断，通过对叠加　控制开关Ｓ１－Ｓ　的通、断控制，就可以控制叠加二　极管的正、反偏置状态，以实现Ⅳ个独立直流电源　Ｅ　～　有选择地进行叠加，叠加后的直流输出电　为　Ｎ　＝　Ｅｌ　（１）　ｉ＝ｌ　由图２所示的电路，当控制开关Ｓ　开通，Ｓ　～　ｓ　关断时，叠加二极管Ｄ　被直流电源Ｅ　反偏置，　Ｄ　～Ｄ　正偏置，Ｄ　被关断，Ｄ　～Ｄ　导通，独立直流电　源Ｅ　＝Ｅ被接人电路，Ⅳ个直流电源叠加后的输出　电压Ｕａ＝Ｅ１　。　当控制开关Ｓ　、Ｓ　开通，￥３－Ｓ　关断时，叠加二　极管Ｄ　、Ｄ　被直流电源Ｅ　、　反偏置，Ｄ，～Ｄ　正偏　置，Ｄ。、Ｄ　被关断，Ｄ，～Ｄ　导通，独立直流电源Ｅ。、　被接人电路，Ⅳ个直流电源叠加后的输出电压　Ｕａ＝Ｅｌ＋Ｅ２＝２Ｅ。　当控制开关Ｓ　、Ｓ　、Ｓ，开通，Ｓ　～Ｓ　关断时，叠加　二极管Ｄ　、Ｄ　、Ｄ，被直流电源Ｅ　、Ｅ　、　反偏置，　Ｄ　～Ｄ　正偏置，Ｄ　、Ｄ　、Ｄ，被关断，Ｄ　～Ｄ　导通，独立　直流电源Ｅ　、　、　被接人电路，Ⅳ个直流电源叠　加后的输出电压Ｕａ＝Ｅ　＋Ｅｚ＋Ｅ３＝３Ｅ。　当控制开关Ｓ，－Ｓ　都开通时，叠加二极管Ｄ　～　Ｄ　都被直流电源　～　反偏置，独立直流电源　Ｅ　～　都被接人电路，Ⅳ个直流电源叠加后的输出　电压Ｕａ＝Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋……＋ＥＮ＝ⅣＥ。　当控制开关Ｓ，－Ｓ　都不开通时，叠加二极管　Ｄ　～Ｄ　都因正偏置而导通，Ⅳ个独立直流电源Ｅ，～　都不能接人电路，Ⅳ个直流电源叠加后的输出　电压　＝０。　当控制开关Ｓ１－Ｓ　中的任意一些开关，例如　Ｓ　、ｓ４开通，Ｓ　、Ｓ，、Ｓ　～Ｓ　关断时，叠加二极管Ｄ　、Ｄ　因被直流电源　、　反偏置而关断，Ｄ。、Ｄ，、Ｄ　～Ｄ　导通，独立直流电源　、　被接人电路，Ⅳ个直流　电源叠加后的输出电压Ｕａ＝Ｅ２＋Ｅ．＝２Ｅ。　总之，在图２所示的Ⅳ个独立直流电源级联　电路中，叠加控制开关Ｓ１－Ｓ　中任意一个或几个开　关开通时，与开通开关相对应的叠加二极管就因　反偏置而关断，相应的独立直流电源就被接人到　电路中，叠加后的输出电压就包含那些相应的独　立直流电源。　２．２　ＰＷＭ控制的实现与逆变电路的构成　直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器的ＰＷＭ　控制，与通常的箝位式和２Ｈ桥级联式多电平逆变　器是不同的，即ＰＷＭ控制不是在逆变器的逆变开　关上实现的，而是在直流电源的叠加控制开关ｓ　～　Ｓ　上实现的，如图３和图４所示。这样做的目的有　两个：一是为了减少逆变器的开关数目，降低成　本；二是为了减少逆变器的总等效开关次数，降低　开关损耗，并使４个逆变开关工作在ＺＶＳ状态，提　高逆变效率。图３为主电路，图４为控制电路。　在直流电源ＰＷＭ级联叠加电路中进行ＰＷＭ　控制，我们采用了载波三角波移相ＰＷＭ控制方式　（ＰＳＣＰＷＭ），Ⅳ个载波三角波的移相角　＝　，对　』Ｖ　于图３所示的电路，Ｎ＝５，故载波三角波的移相角　＝　。假定载波三角波　的初相位角Ｏｑ＝０。，则　载波三角波／／＇ｃ２的初相位角　＝　，Ⅱｄ的初相位　角Ｏｔ３＝２　；Ⅱ　的初相位角　＝３　；／／＇ｅ５的初相　Ｊ　位角ｏｔ５＝４　。５个载波三角波与一个共用的正　弦调制波／／，　进行比较，所产生的５个ＰＷＭ控制　脉冲分别去控制开关Ｓ１－Ｓ　。用／／，　与／／，　进行比较，　在／ｔｓ＞／ｔ　的部分产生的ＰＷＭ控制脉冲（用　表　示）去控制开关ｓ　，使电源Ｅ　的输出电压波形为　；用／／，　与／／，　进行比较，在／ｔ￣＞／ｔ　的部分产生的　ＰＷＭ控制脉冲（用　表示）去控制开关ｓ　，使　的输出电压波形为　．－．…・用／／，　与／／　，进行比较，　在Ⅱｓ＞Ⅱ　的部分产生的ＰＷＭ控制脉冲（用　表　示）去控制开关ｓ　，使　的输出电压波形为　。　这样，５个直流电源Ｅ。～　的输出电压　。～　叠　加后的输出电压ｕａ＝ｕａ　＋　＋　＋　＋　，此输出电　３７　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１１卷第４期　电潦箍　石阙　Ｖｏｉ．１ｌ　Ｎｏ．４　２００８年４月　ＰＯＷＥＲ　ＳＵＰＰＬＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴｌＯＮＳ　Ａｐｒｉｌ　２００８　［　厂　＿●一　图３　直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器主电路　ｕ＝５ＭＥｓｉｎ　｛　∑　∑　Ｉ　２．　ｍ　：　ｃ。ｓｍ盯‘ｓｉｎ［（ｍｎ凡）　］　（２）　式中：　为调制度，　；　Ｆ为载波比，Ｆ＝ｔｏｃ＞＞１。　３　采用直流电容分压的ＰＷＭ级联式逆　变电路　前面介绍的直流电源ＰＷＭ级联电路作电源　图４　直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器控制电路　的多电平逆变器有一个缺点，即所用的独立直流　电源的个数较多，为了减少独立直流电源的个数，　压的波形是一个类似于单相全桥整流电路输出电　可以仿照箝位式多电平逆变器那样，采用直流电　压波形的５电平ＰＷＭ阶梯波电压波形如图３所　容分压的方法，图５和图６即为采用直流分压电　示。此电压波形经过由￥６－Ｓ　组成的逆变器进行同　容分压的直流电源ＰＷＭ级联式叠加电路，图５为　步逆变后，就可以得到交流１１电平ＰＷＭ阶梯波　主电路，图６为控制电路。此电路是用相同的Ⅳ个　电压输出。从　过零点的波形可以看出，逆变开　直流电容串联分压，将一个独立直流电源Ｅ分成　关￥６－Ｓ　是工作在ＺＶＳ状态。　从参考文献［２】可知，图３所示的电压波形的　了Ｎ个电压为　／５的非独立直流电源。这种方式虽　Ｖ　双重傅里叶级数的表示式为　然减少了独立直流电源的个数，但也带来了电容　３８　维普资讯 http://www.cqvip.com ……一★控■技术　直流电源ＰＷＭ级联与多电平逆变器的技术改革……一　图５　采用直流电容分压的主电路　Ｓ　Ｓ　Ｓ．　图６　采用直流电容分压的控制电路　上电压的均衡问题。同时由于Ⅳ个直流电源是非　独立的直流电源，因此，载波三角波移相ＰＷＭ控　制（ＰＳＣＰＷＭ）就不能再用了，必须改成载波三角　波交替反向层叠式ＰＷＭ控制法（ＡＰＯＤ—ＰＷＭ）。　这是因为这种电路的ＰＷＭ级联叠加方式，由于各　直流电源之间有电的联系，各个直流电源不能独　立地参与叠加，故只能按照顺序依次叠加，不能随　意隔序叠加。因为当上一个开关，例如Ｓ　开通时，　叠加二极管Ｄ　及其下面的叠）ＪＵ－－极管Ｄ　、Ｉ）３也　都将被直流电源Ｅ　＋　＋　反偏置而关断，使直流　电源Ｅ　＋　＋Ｅ３＝３Ｅ全部接人电路，而不是只将　接人电路。为了避免这种现象的发生，叠加的控制　电路必须能使控制开关从ｓ．到ｓ　顺序开通，而后　再从Ｓ　到Ｓ　顺序关断。载波三角波交替反向层叠　式ＰＷＭ控制法，是最能满足这种控制方式的。因　此，直流电容分压式直流电源ＰＷＭ级联式多电平　逆变器只能采用ＡＰＯＤ—ＰＷＭ控制法。　图７和图８是直流电容分压式直流电源　ＰＷＭ级联叠加多电平逆变器的电路图，其中图７　为主电路，图８为控制电路。图７给出了这种逆变　器的工作原理示意图：用第一层的载波三角波　与正弦调制波　。进行比较，在ｔｔｓ＞ｔｔ　的部分产生　的ＰＷＭ控制脉冲去控制开关Ｓ　；用第二层的载波　三角波　，与Ｕｓ＞ｔｔ　进行比较，在部分产生的　ＰＷＭ控制脉冲去控制开关Ｓ　，……；用第五层的　载波三角波　与　进行比较，在ｔｔ．＞ｔｔ　部分产生　的ＰＷＭ控制脉冲去控制开关ｓ　。这样就可以使５　个直流电源ＰＷＭ级联电路叠加出具有５个电平　的ＰＷＭ阶梯波直流电压波形　如图７中所示。　当控制开关从Ｓ　到Ｓ　顺序开通，而后再从Ｓ　到　Ｓ　顺序关断，如此反复进行控制时，５个直流电源　的级联叠加输出电压　，就是具有与单相全桥整　流电路输出电压波形相似的５电平ＰＷＭ直流电　源电压波形。此直流电压波形，再经过由开关Ｓ　～　Ｓ　组成的逆变器进行同步逆变，就可以得到１　１电　平ＰＷＭ交流电压输出。输出电压的双重傅里叶　级数表示式由参考文献［２１．－１得，即　＝ＭＥｓｉｎ　２Ｅ∑∑　ｉ　¨　ｍ＝５．１ｎ…ｎ　±１．±３　，ｎ　ｃｏｓｍ＇ｒｒ・ｓｉｎ［（ｍｎ　）Ｏａｔ］　（３）　式中：Ｍ为调制度，　＝　；　Ｕ　Ｆ为载波比，　＞＞ｌ。　∞　这里需要指明的一点是，在文献［１１１２１ｑ￣已经　证明ＡＰＯＤ—ＰＷＭ控制法，是从ＰＳＣＰＷＭ控制法　转化而来的，它们对输出电压波形的改善效果，和　得到的输出电压表示式是相同的。　４　新型多电平逆变器与常用多电平逆变　器的比较　直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器，与常用　的多电平逆变器所用元器件数目及其性能的比较　如表１所列。由表１可以看出，直流电源ＰＷＭ级　联式多电平逆变器，是使用元器件数目最少，开关　损耗也最少的一种造价最低，效率最高的优良多　电平逆变器。例如当电平数ｍ＝ｌ１时（相当于５个　２Ｈ桥级联叠加的美国罗宾康完善无谐波变频器）　５个２Ｈ桥级联叠加的常用多电平逆变器，每一相　３９　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１１卷第４期　２００８年４月　直流电源ＰＷＭ缎联电路　奄涤箍　石阉　ＰＯＷＥＲ　ＳＵＰＰＬＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ｖｏｌ｜１１　Ｎｏ．４　Ａｐｒｉｌ　２００８　图７　直流电容分压式直流电源ＰＷＭ级联叠加多电平逆变器主电路　表１　电平数为ｍ时的各种单相多电平逆变器所用元器件数目和性能的比较　需要用２Ｏ个ＩＧＢＴ开关管，而采用新型的直流电　源ＰＷＭ级联式多电平逆变器，每相只需要９个　ＩＧＢＴ开关管就可以了，少用了１１个开关管，同时　率。　图９是当电平数ｍ＝５时，新型直流电源ＰＷＭ　级联式多电平逆变器与常用多电平逆变器的主电　也使开关损耗减少了５０％，降低了成本，提高了效　路结构与所用元器件数目的比较。由图９可知，新　维普资讯 http://www.cqvip.com ……一★拄■拄术　直流电源ＰＷＭ级联与多电平逆变器的技术改革…　Ｓ　，Ｓ　Ｓ　，Ｓ　调幅调频　图８　直流电容分压式直流电源ＰＷＭ级联　叠加多电平逆变器控制电路　型直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器，比常用的　老式多电平逆变器少用两个开关管，开关损耗也　相应减少了５０％；与二极管箝位式多电平逆变器　相比，还少用了两个直流分压电容，直流电压利用　率也提高了一倍，电容上电压的均衡问题也大大　减轻了。　同时从图９也可以看出来，新型直流电源　ＰＷＭ级联式多电平逆变器，是根据箝位式和２Ｈ　桥级联式多电平逆变器的一些结构优点，研制出　来的一种新型多电平逆变器，它保留了箝位式和　２Ｈ桥级联式多电平逆变器的优点，克服了它们的　一些缺点，因此，新型直流电源ＰＷＭ级联式多电　平逆变器，是当前最好的一种新型多电平逆变器。　５　结语　新型直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器，是　我们经过较长时间的研究开发出来的一种最新型　多电平逆变器，研发的中心思想是对直流电源进　行ＰＷＭ控制和级联叠加，以构成直流电源ＰＷＭ　级联电路作为逆变器的电源。把级联叠加及ＰＷＭ　控制与逆变分开，移到只在直流电源的叠加控制　＃　Ｄ．　－。一　Ｓ，　．’一　ｒＤ，ｌ　（ａ）　新型直流电容分压式　（ｂ）　新型独立电源式　（ｃ）　二极管箝位式　（ｄ）　２Ｈ桥级联式　ｆ，　ｆ，　ｌ＼　ｒ　｝　．／／＼　＾　ＰＳＣＰＷＭ　｜　０　＼／　ｉ　”　／－　材ｎｌ　（（　）０　（　！　材　－－－－＿　材　＾　（，　－　－　ＰＳＣＰＷＭ　＼　Ａ／。　＼／　＼　｜　．０　Ｖ　材Ｉ　２　（（　）０　ｉ　ｉ２Ｆ　ｒ。。　●●－　材＝材ｐ１＋材Ｐ２　（（‘：（　＋（　）０　　－兀一　　【Ｅ　ｒ。。　一　・　一　、Ｊ　、　Ｉ　多ｆ　，　一（　ＡＰＯＤ．ＰＷＭ　２　环　一　０　（ｅ）　工作波形图　图９　常用的多电平逆变器与新型直流电源ＰＷＭ级联　多电平逆变器的主电路形式与工作波形（ｍ＝５）　４１　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１１卷第４期　它潦教　石阙　Ｖｏ１．１１　Ｎｏ．４　２００８年４月　ＰＯＷＥＲ　ＳＵＰＰＬＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ　Ａｐｒｉｌ　２００８　开关上实现，以达到减少元器件（特别是开关器　器；　件）数目，和减少开关损耗的目的。这种研发的指　（７）在应用三相三线制交流变频电源时，可以　导思想，实际是对多电平逆变器进行电路简化的　在正弦调制波中加零序谐波，以实现开关频率优　一种技术改革，就是因为这项改革，也使多电平逆　化ＰＷＭ控制；　变器的性能有了明显的提高。综合起来，通过技术　（８）造价最低，效率最高，体积重量最小。　改革的新型直流电源ＰＷＭ级联式多电平逆变器　具有如下优点：　参考文献　（１）所用元器件最少，直流电压的利用率高；　［１】　刘凤君．现代逆变技术及应用［Ｍ】．北京：电子工业出　（２）总等效开关次数最少，开关损耗也最少；　版社。２００６．　（３）逆变开关＿丁作在ＺＶＳ状态；　［２】刘凤君．多电平逆变技术及其应用［Ｍ】．北京：机械工　（４）控制简单，动态响应快；　业出版社．２００７．　（５）输出电压波形最接近于正弦，可以不用交　作者简介　流滤波器；　刘凤君（１９３７一），男，研究员，从事航天电源与电力电　（６）最适合于电平数ｍ＝５～１５的多电平逆变　子技术研究４５年，著书ｌ０本，发表论文３００多篇。　各宴各皂各皂　是刍舄刍宴刍马刍　各皂刍８暑皂台　毒曼品　≥　０　季墨刍乌暑　刍毫喜宴嘉毫未是　０　鲁ｓ言皂寺毫刍ｓ暑毫刍毫刍是刍宴｛是’　安森美半导体新ＰＷＭ降压稳压器系列　新的ＮＣＰ３１２ｘ器件非常适用于机顶盒、液晶　出（Ｉ／Ｏ）外设的不同电压电平，并对每个电压进行　电视、有线调制解调器和其它消费应用的电源稳　专门的定时控制，防止出现闩锁情况而造成应用　压。　现场失效的直接甚或潜在损坏。ＮＣＰ３１２ｘ器件系　１３前，全球领先的高能效电源半导体解决方　列提供可编程的比例、序列和追踪控制功能，在启　案供应商安森美半导体（ＯＮ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，美国　动和省电期间管理输出电压。此外，多个ＮＣＰ３１２ｘ　纳斯达克上市代号：ＯＮＮＮ）推出ＮＣＰ３１２ｘ双输出　器件能够以菊花型链接在一起来控制多路输出。　脉冲宽度调制（ＰＷＭ）降压稳压器系列，提供独特　ＮＣＰ３１２ｘ转换器通过在２００ｋＨｚ至最高　的自动追踪和排序功能。这些新器件集成了　２．３ＭＨｚ频率进行１８０。异相开关来降低输出电容　ＭＯＳＦＥＴ，提供２Ａ（ＮＣＰ３１２０、ＮＣＰ３ｌ２２）或３Ａ　要求。异相操作可为输入滤波器使用单个低成本　（ＮＣＰ３１２１、ＮＣＰ３１２３）输出电流并具有高达２．２兆　电解电容或陶瓷电容，比标准配置中需要使用两　赫（ＭＨｚ）开关频率等特性，非常适用于包括机顶　个电容更节省成本。双路输出能够并联起来提供　盒（ＳＴＢ）、液晶电视（ＬＣＤ　ＴＶ）和有线调制解调器　具有低纹波电压的双相单输出稳压器。　等的多种消费应用。　其它特性　安森美半导体汽车及电源管理部全球销售及　输入电压范围为＋５～＋１２　Ｖ；　市场总监郑兆雄说：“电源设计　程师所面对的一　可调节的２００至２　２００　ｋＨｚ工作频率；　项最大挑战是多电压系统的上电和省电时序要　低等效串联电阻（ＥＳＲ）陶瓷输出电容提供稳　求。安森美半导体新的ＮＣＰ３１２ｘ开关稳压器系列　定特性；　提供解决方案以帮助缓解这设计挑战。这些新稳　０．８±１．５％参考电压；　压器具有内置独特的自动追踪和排序功能，无需　外部软启动；　使用昂贵的电压追踪控制器。”　启用／关闭（ｅｎａｂｌｅ／ｄｉｓａｂｌｅ）功能；　ＮＣＰ３１２ｘ器件的自动追踪和排序特性实现对　低关机功率（静态电流Ｉｑ＜１００￣Ａ）。　两个输出通道的精确定时和控制。数字信号处理　ＮＣＰ３１２０、ＮＣＰ３１２１、ＮＣＰ３１２２和ＮＣＰ３ｌ２３采　器（ＤＳＰ）、现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）或其它信号　用ＱＦＮ一３２封装，每１　０００片的批量预算单价为　处理器需要多个电源，以产生用于内核和输入／输　１．３０至１．５５美元。　４２