二极管箝位五电平变换器的调制方法和Simulink仿真

本期为二极管箝位五电平变换器的基本Simulink仿真，只包含其SPWM调制。

01二极管箝位五电平变换器调制方法

传统的变换器存在高的电压变化率和共模电压，且波形谐波含量较大，使得输出滤波器的设计变得复杂,基于以上原因，国内外提出了各种多电平变换器。 其中二极管箝位五电平逆变器已经较多出现在各类研究之中。 图 1 是二极管箝位型五电平变换器的一路桥臂结构。 其中分压电容 C1=C2=C3=C4，故UC1=UC2=UC3=UC4; 每个桥臂有 8 个开关器件 VT1~VT8 串联，每 4 个开关器件同处导通或关断状态，其中(VT1，VT5)、(VT2，VT6)、(VT3，VT7)、(VT4，VT8)为互补工作的开关对，即当其中一个开关导通时，另一个一定关断; 反之亦然。

图 1 二极管箝位型五电平变换器的一路桥臂结构

五电平变换器的输出电压与开关状态之间的关系见下表：

二极管箝位型五电平变换器的每相采用 4 个具有相同频率 fc 和相同峰峰值 Uc 的锯齿载波与一个频率为 fm、幅值为 Um 的正弦波相比较。 如图
2所示。 在正弦波与锯齿波相交的时刻，如果调制波的幅值大于某个锯齿波的幅值，则开通相应的开关器件; 反之，则关断该器件。

02二极管箝位五电平变换器的Simulink仿真

在Simulink中搭建如下的二极管箝位五电平变换器电路：

通过上述的调制方法，得到的模块输出线电压波形如下所示：

得到的滤波前相电压和滤波后线电压如下图所示：