全数字单相三电平整流器控制电路设计

状态2(1,－1) 开关管V₁₁，V₁₂，V₄₁，V₄₂开通，输入电压u_AB= u_d，正向(或反向)电流对电容C₁及C₂充电(或放电)，由于输入电感电压反向，电流i_s逐渐减小。

状态3(0,1) 开关管V₁₂，V₂₁，V₃₁，V₃₂开通，交流侧输入电压u_AB等于－u_d/2，输入电感上电压等于u_s＋u₁。电容电压被正向(或反向)电流充电(或放电)。

状态4(0,0) 开关管V₁₂，V₂₁，V₃₂，V₄₁开通，输入端电压为0，电容通过直流侧负载放电，线路电流i_s的大小随主电路电压u_s的变化而增加或减小。

状态5(0,－1) 开关管V₁₂，V₂₁，V₄₁，V₄₂开通，交流侧电压为u_d/2，正向一体电感(或反向)电流对电容C₂充电(或放电)，电容C₁通过负载电流放电。

状态6(－1,1) 开关管V₂₁，V₂₂，V₃₁，V₃₂开通，u_AB=－u_d，正向(或反向)线电流对两个电容C₁及C₂充电(或放电)，由于升压电感电压正向，线电流将逐渐增加。

状态7(－1,0) 开关管V₂₁，V₂₂，V₃₂，V₄₁开通，交流侧电压电平为－u_d/2，正向(或反向)电流对电容C₂充电(或放电)，电容C₁通过负载电流放电。

状态8(－1,－1) 开关管V₂₁，V₂₂，V₄₁，V₄₂开通，输入端电压为0，升压电感电压等于u_s，两个电容C₁及C₂均通过负载电流放电。电流i_s根据电压u_s的变化而增加(或减小)。

2 硬件电路设计

从图2可以看出，在输入电压频率恒定的情况下，要在变换器交流侧产生一个三电平电压波形，输入电压一个周期内应定义两个操作范围：区域1和区域2，如图3所示。

图3 工作区域

在区域1，电压大于－u_d/2，并且小于u_d/2，在电压u_AB上产生三个电平：－u_d/2，0，u_d/2。同理，在区域2，电压绝对值大于u_d/2，并小于直流侧电压u_d，在电压正半周期(或负半周期)上产生两个电平：u_d/2和u_d(或－u_d/2和－u_d)。相应电平的工作区域如表1所列。

表1 相应电平的工作区域