多电平载波PWM控制原理

载波调制PWM控制技术，就是通过载波和调制波的比较，得到开关脉宽控制信号。是两电平载波SPWM技术在多电平中的直接推广应用。

与传统两电平变换器不同，由于多电平变换器具有多个载波，在调制生成多电平PWM波时，就会有两类基本方法：

✓第一类方法：多个三角载波叠加后再调制生成多电平PWM波——载波层叠法

✓第二类方法：各三角载波分别与正弦波调制后生成的SPWM波叠加，形成多电平PWM波形——载波移相法

E1100

00110

-E0011 1234

载波反相层叠：

对于N电平二极管箝位型变换器，采用N－1个等幅值的三角波层叠起来，与调制波进行比较，根据调制波与

各个三角波的大小关系决定相对的开关管的开关状态。

根据三角载波之间的相位关系的不同，有三种多电平载波比较的方法：

(1) 同相层叠方式(PD)

(2) 正负反相层叠式(POD)

(3) 交替反向层叠式(APOD)

(4) 载波移相方式（PS）

(1)五电平载波同相层叠（PD）

(2) 五电平载波正负反相层叠（POD ）

(3) 五电平载波交替反相层叠（APOD ）

输出

电压

V a0

开关状态

S1S2S3S4S1’S2’S3’S4’2E11110000 E01111000 000111100 -E00011110 -2E00001111

●多电平载波移相法(Phase Shifted Carrier PWM):

●对于一个n电平变换器，n-1个不同相位的三角载波

分别与调制波进行比较，生成相对独立的n－1组PWM调制信号，去驱动n-1个功率单元，每一个单元控制就退化成两电平单元的PWM控制，各单元的输出叠加生成一个等效多电平PWM波形。

载波移相PWM的适用场合？

适用于H桥级联多电平以及悬浮电容多电平变换器。

载波移相PWM用于H桥级联多电平

载波移相PWM用于悬浮电容多电平

●载波移相（PS）方式已经成为H桥多电平电路的标准

PWM控制方法，有以下的优点：

●（1）、在任何的调制比下（任何基波频率下），输出电压保持

相同的开关频率。而其它的载波方式在调制比降低时，会出现部分单元桥没有PWM电压输出，造成输出电压的开关频率下降，使得输出电压的谐波含量增加。

●（2）、单元桥之间没有输出功率不平衡的问题。因为在PS方

式下，各级之间的输出电压的PWM波形基本一致。而其他方式则会出现不一致，使得不同级层的单元桥的功率不同。

●（3）、与主电路的模块化结构相一致，PSPWM方式中针对各

个单元的载波和比较波也呈现模块化的结构。

●（4）、对于同样的载波频率，PS方式的输出电压的频率是载

波频率的N倍（N为串联单元数，当载波移相等于2π/N）。