3.2 非对称h桥五电平逆变器的通用调制策略

由图1的非对称h桥五电平逆变器的工作机理可得，非对称h桥的右半桥的功率开关均工作于基频，左半桥功率开关驱动信号为pwm互补对，例如图1（a）中功率开关s1、s5（或s2、s5）互补；图1（b） 功率开关s1、s3互补且s2、s4互补；图1（c）功率开关s1、s4互补且s2、s3互补。由图3的非对称h桥通用调制原理可得非对称h桥五电平逆变器通用调制原理如图4所示。非对称h桥五电平逆变器在调制波的正半周期内，需要2路垂直分布的载波c1、c2，调制波与这两路载波进行spwm调制，分别对应得到非互补功率开关s1、s2的驱动信号，使得五电平逆变器输出对应于载波c1、c2的两个pwm电平层1、2。右半桥s5的驱动信号由调制波的过零点决定。在调制波的负半周期内，载波交错分布到调制波的负区域，完成负半周期的spwm调制，输出pwm电平层1’、2’。

4 实验结果

为了验证非对称h桥五电平逆变器的通用调制策略，本文以单相电容箝位型五电平非对称h桥拓扑为实验平台，进行实验验证。直流母线电压e=20v，载波频率fc=2khz，调制波频率fm=50hz，调制度ma=0.95，rl负载，r=100ω，l=63ml。

图5为功率开关s1、s5驱动信号实验波形，功率开关s1~s4均工作于高频pwm状态，功率开关s5、s6工作于基频状态。图6为逆变器输出电压与箝位电容电压实验波形，uo为逆变器输出的五电平电压，uo为逆变器箝位电容电压，由于正、负半周期地对箝位电容进行充、放电，使得电容电压存在较小的波动，但通用调制策略使得箝位电容电压达到了较好的平衡。图7为逆变器输出电压与负载电流实验波形，il为负载电流（电阻r两端电压），rl负载使得负载电流具有较好的正弦度。

5 结束语

本文对三种非对称h桥五电平逆变器进行了分析，在此基础上提出一种对非对称h桥通用的调制策略，适用于三种非对称h桥五电平逆变器。最后，通过单相电容箝位型五电平逆变器实验平台，验证了所提方法的正确性与有效性。