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电源技术论文
基于DSP正弦波调制的三电平变换器
摘要：首先介绍了三电平PWM变换器的特点，比较了空间矢量控制方法、SHEPWM方法和S
PWM方法的优缺点。详细地介绍了三电平中SPWM控制的原理，并讨论了用DSPLF2407A来实
现SPWM的方法。最后通过仿真和实验验证了SPWM控制方法的特点，实验证实了用DSP实现
三电平SPWM的方便性。
关键词：三电平变换器；正弦脉冲宽度调制；数字处理器
1 概述
二极管中点钳位型的三电平逆变器[1]的主电路拓扑结构如图1所示。由于二极管的钳
位，这种变换器每个功率开关管承受的最大电压为直流侧电压的1/2，从而实现了用中低
压器件完成中高容量的变换。另外，由于相电压有三种电平状态，比传统的二电平逆变
器多了一个电平，其谐波水平明显低于二电平变换器，输出相同质量电流波形的时候，
开关频率可以降低到两电平的1/4。最后，由于采用了不对称的双向开关，能量可以双向
流动，可以很好地控制功率因数和实现电机四象限运行。然而，由于这种拓扑结构使用
了12个功率管，其控制方法也随之复杂。另外，直流侧中点电位的不平衡也是制约该拓
扑的一个重要因素。
图1
三电平变换器的控制方法主要有正弦波调制PWM(SPWM)，选择性的消谐PWM(SHEPWM)，空
间矢量PWM(SVPWM)。
三电平空间矢量控制PWM方法和两电平空间矢量的控制方法一样，也是一种建立在空
间电压矢量合成概念上的PWM方法。三电平空间矢量方法的优点主要是电压利用率高，对
于二极管中点钳位的变换电路可以利用冗余的电压矢量（一般都是小矢量）来实现直流
侧电容电压的平衡；其缺点就是数字实现的时候计算量非常大,尤其是当电平数大于3的
时候更加复杂。
选择性的消谐PWM方法，通过开关时刻的优化选择，可以在较低的开关频率下，产生
最优的输出电压波形，从而减小了电
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