吴瑕杰 熊成林 冯晓云,2

（1. 西南交通大学电气工程学院 成都 610031 2. 牵引动力国家重点实验室（西南交通大学） 成都 610031）

一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量PWM算法

吴瑕杰1熊成林1冯晓云1,2

（1. 西南交通大学电气工程学院 成都 610031 2. 牵引动力国家重点实验室（西南交通大学） 成都 610031）

针对单相级联H桥型变换器，对其工作原理进行详细分析，提出一种适用于单相级联H桥型变换器的通用型多电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法。该算法将单相多电平SVPWM简化为单相两电平SVPWM，不仅能够降低计算复杂度、具备优良的谐波特性，同时具备良好的扩展性。根据该算法，在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现单相七电平、九电平和十一电平SVPWM。基于DSP+FPGA与RT-LAB半实物实验平台实验结果验证了该算法的正确性与可行性。

单相级联H桥 空间矢量脉宽调制 现场可编程门阵列

0 引言

近年来，级联H桥型多电平变换器（Cascaded H-Bridge Multilevel Converter, CHBMC）以其独特的结构特点、较低的控制难度与谐波含量，在高电压大功率应用领域受到广泛关注[1-4]。级联H桥型多电平变换器的调制方法主要有载波层叠（Phase Disposition, PD）、载波移相（Phase Shift, PS）、最近电平逼近（Nearest Level Modulation, NLM）以及空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）等[5-7]。其中，SVPWM具有易于数字化实现、电压利用率高等优点[8-10]，但由于电压空间矢量数量与输出电平数之间满足近似指数关系[11]，传统的多电平SVPWM仅适合输出电平数较低的场合。

目前，多电平SVPWM的简化已经成为一个新的研究热点[12-19]，已提出的研究成果主要从简化空间电压矢量图的复杂度[11,12]和简化、统一算法计算流程[14,15]两个方面对多电平SVPWM算法进行改进。……