ANPC型三电平逆变器及其调制方法与流程

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及anpc型三电平逆变器及其调制方法。

背景技术：

anpc(activeneutral-point-clamped，有源中点钳位)型三电平逆变器的主电路拓扑如图1所示，包含6个开关管t1～t6和6个二极管d1～d6，其中：每个开关管都反并联一个二极管，t1的第一端接母线正极，t4的第二端接母线负极，t1的第二端接t2、t5的第一端，t4的第一端接t3、t6的第二端，t5的第二端、t6的第一端均接入母线中点，t2的第二端、t3的第一端连接在一起形成桥臂端o。

理论上，该anpc型三电平逆变器可以采用如下调制方法，具体为：在正半周(即1/2vbus≥桥臂电压指令uo＞0，vbus为直流母线电压)，保持t2常通，t3和t4常断，t1和t5互补导通，t1和t6同开同关；在负半周(即-1/2vbus≤uo＜0)，保持t3常通，t1和t2常断，t4和t6互补导通，t4和t5同开同关。该调制方法下的开关管驱动波形和输出电压波形图如图2所示，图2中的ti_o表示ti的驱动波形，i＝1,2,3,…,6。

但实际上，由于开关管驱动电路以及半导体器件本身差异性原因，各开关管无法严格按照图2中规定的时刻完成开/关切换，此时就难免出现开关管过压损坏的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了anpc型三电平逆变器及其调制方法，以避免出现开关管过压损坏。

一种anpc型三电平逆变器的调制方法，所述anpc型三电平逆变器包含6个开关管t1～t6和6个二极管，其中：每个开关管都反并联一个二极管，t1的第一端接母线正极，t4的第二端接母线负极，t1的第二端接t2、t5的第一端，t4的第一端接t3、t6的第二端，t5的第二端、t6的第一端均接入母线中点，t2的第二端、t3的第一端连接在一起形成桥臂端；所述调制方法包括：

在正半周，保持t2常通，t3和t4常断，t1、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体的：0电平切1/2vbus电平过程中，t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，其中vbus表示直流母线电压；1/2vbus电平切0电平过程中，t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断；

在负半周，保持t3常通，t1和t2常断，t4、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体的：0电平切-1/2vbus电平过程中，t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通；-1/2vbus电平切0电平过程中，t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断。

可选的，所述t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，具体为：t5延迟deadtime11时间关断，t1延迟deadtime11+deadtime1时间开通，t6准时开通；

所述t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断，具体为：t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime22+deadtime2时间关断；

所述t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通，具体为：t4延迟deadtime33+deadtime3时间开通，t6延迟deadtime33时间关断，t5准时开通；

所述t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断，具体为：t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime44+deadtime4时间关断；

其中，deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4、deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置以能够达到权利要求1中要求的各开关管的开/关切换顺序为准。

可选的，所述t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，具体为：t1延迟deadtime1时间开通，t5准时关断，t6提前deadtime11时间开通；

所述t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断，具体为：t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime2+deadtime22时间关断；

所述t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通，具体为：t4延迟deadtime3时间开通，t6准时关断，t5提前deadtime33时间开通；

所述t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断，具体为：t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime4+deadtime44时间关断；

其中，deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4、deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置以能够达到权利要求1中要求的各开关管的开/关切换顺序为准。

可选的，所述调制方法还包括：

桥臂电压指令由正半周向负半周过零点切换时依次经过t5、t6、t7、t8四个时刻，其中：在t5时刻关断t1，保持t2、t5开关状态至t7时刻，保持t3、t6开关状态至t6时刻，在t6时刻开通t3、t6，在t7时刻关断t2、t5，t8时刻以后采用在负半周的调制方式；

桥臂电压指令由负半周向正半周切换时依次经过t5’、t6’、t7’、t8’四个时刻，其中：在t5’时刻关断t4，保持t3、t6开关状态至t7’时刻，保持t2、t5开关状态至t6’时刻，在t6’时刻开通t2、t5，在t7’时刻关断t3、t6，t8’时刻以后采用在正半周的调制方式。

可选的，所述调制方法为所述anpc型三电平逆变器工作在有源状态或无源状态下的调制方法。

一种anpc型三电平逆变器，包括主电路和控制单元；

所述anpc型三电平逆变器包含6个开关管t1～t6和6个二极管，其中：每个开关管都反并联一个二极管，t1的第一端接母线正极，t4的第二端接母线负极，t1的第二端接t2、t5的第一端，t4的第一端接t3、t6的第二端，t5的第二端、t6的第一端均接入母线中点，t2的第二端、t3的第一端连接在一起形成桥臂端；

所述控制单元用于按照预设规则对所述anpc型三电平逆变器的输出电压进行调制，所述预设规则包括：

在正半周，保持t2常通，t3和t4常断，t1、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体的：0电平切1/2vbus电平过程中，t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，其中vbus表示直流母线电压；1/2vbus电平切0电平过程中，t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断；

在负半周，保持t3常通，t1和t2常断，t4、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体的：0电平切-1/2vbus电平过程中，t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通；-1/2vbus电平切0电平过程中，t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断。

可选的，所述t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，具体为：t5延迟deadtime11时间关断，t1延迟deadtime11+deadtime1时间开通，t6准时开通；

所述t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断，具体为：t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime22+deadtime2时间关断；

所述t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通，具体为：t4延迟deadtime33+deadtime3时间开通，t6延迟deadtime33时间关断，t5准时开通；

所述t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断，具体为：t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime44+deadtime4时间关断；

其中，deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4、deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置以能够达到权利要求1中要求的各开关管的开/关切换顺序为准。

可选的，所述t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，具体为：t1延迟deadtime1时间开通，t5准时关断，t6提前deadtime11时间开通；

所述t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断，具体为：t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime2+deadtime22时间关断；

所述t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通，具体为：t4延迟deadtime3时间开通，t6准时关断，t5提前deadtime33时间开通；

所述t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断，具体为：t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime4+deadtime44时间关断；

其中，deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4、deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置以能够达到权利要求1中要求的各开关管的开/关切换顺序为准。

可选的，所述预设规则还包括：

桥臂电压指令由正半周向负半周过零点切换时依次经过t5、t6、t7、t8四个时刻，其中：在t5时刻关断t1，保持t2、t5开关状态至t7时刻，保持t3、t6开关状态至t6时刻，在t6时刻开通t3、t6，在t7时刻关断t2、t5，t8时刻以后采用在负半周的调制方式；

桥臂电压指令由负半周向正半周切换时依次经过t5’、t6’、t7’、t8’四个时刻，其中：在t5’时刻关断t4，保持t3、t6开关状态至t7’时刻，保持t2、t5开关状态至t6’时刻，在t6’时刻开通t2、t5，在t7’时刻关断t3、t6，t8’时刻以后采用在正半周的调制方式。

可选的，所述主电路工作在有源状态或无源状态下。

从上述的技术方案可以看出，为避免各开关管由于无法严格按照图2中规定的时刻进行开/关切换而导致半母线短路，本发明在图2的基础上插入了死区时间，避免了开关管因半母线短路而过压损坏。又由于死区时间内的驱动切换过程中存在两个开关管共同承受总母线电压的情况，而实际上由于半导体器件本身差异性原因，两个开关管并不会均分总母线电压，所以本发明还通过改变t6与t5进行开/关切换的先后顺序来保证两个开关管均分总母线电压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的一种anpc型三电平逆变器主电路拓扑结构示意图；

图2为现有技术公开的一种调制方法下的开关管驱动波形和输出电压波形图；

图3为本发明实施例公开的一种anpc型三电平逆变器调制方法流程图；

图4a为图2的正半周的波形放大图；

图4b是图2的负半周的波形放大图；

图5a为本发明实施例公开的一种在图4a的基础上插入死区时间后的波形图；

图5b为本发明实施例公开的一种在图4b的基础上插入死区时间的波形图；

图6a为图5a下的一种电流流向示意图；

图6b为图5a下的又一种电流流向示意图；

图6c为图5a下的又一种电流流向示意图；

图7a为图3所示调制方法下的一种正半周的波形放大图；

图7b为图3所示调制方法下的一种负半周的波形放大图；

图8a为图3所示调制方法下的又一种正半周的波形放大图；

图8b为图3所示调制方法下的又一种负半周的波形放大图；

图9为本发明实施例公开的又一种anpc型三电平逆变器调制方法流程图；

图10为图9所示调制方法下的开关管驱动波形和输出电压波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明实施例公开了一种适用于图1所示anpc型三电平逆变器的调制方法，包括：

步骤s01：在正半周，保持t2常通，t3和t4常断，t1、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体为：0电平切1/2vbus电平过程中，t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，其中vbus表示直流母线电压；1/2vbus电平切0电平过程中，t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断；

步骤s02：在负半周，保持t3常通，t1和t2常断，t4、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体为：0电平切-1/2vbus电平过程中，t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通；-1/2vbus电平切0电平过程中，t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断。

本发明实施例的技术方案是在图2的基础上进行改进得到，为了更清楚的描述本技术方案，下面从分析图2在实际应用过程中存在的问题入手，对本技术方案的工作原理及有益效果进行详述。

图4a是图2的正半周的波形放大图，由于正半周t2、t3、t4无开/关切换，所以其驱动波形未在图4a中示出。图4b是图2的负半周的波形放大图，由于负半周t1、t2、t3无开/关切换，所以其驱动波形也未在图4b中示出。

在实际应用过程中，由于开关管驱动电路以及半导体器件本身差异性原因，各开关管无法严格按照图4a和图4b中规定的时刻完成开/关切换，则互补导通的开关管可能因开/关切换速度不一致而导致半母线短路(对于互补导通的两个开关管，若其中一个开关管未能在另一开关管导通时及时关断，就会出现这两个开关管同时导通的情况，导致半母线短路)，进而造成短路回路上的开关管过压损坏。为了避免半母线短路，需要在图4a和图4b的基础上插入死区时间，具体如图5a和图5b所示。

图5a中的t1_d、t5_d、t6_d分别是在t1_o、t5_o、t6_o中插入死区时间后的波形，具体为：将t1、t6的导通时刻从t1延时至t11，使得uo从0电平切换至1/2vbus电平的时刻相应地从t1延时至t11，t1到t11这段时间为uo从0电平切换至1/2vbus电平的死区时间，记为deadtime1；将t5的导通时刻从t2延时到t22，使得uo从1/2vbus电平切换至0电平的时刻相应地从t2延时至t22，t2到t22这段时间为uo从1/2vbus电平切换至0电平的死区时间，记为deadtime2。

图5b中的t4_d、t6_d、t5_d分别是在t4_o、t6_o、t5_o中插入死区时间后的波形，具体为：将t4、t5的导通时刻从t3延时至t33，使得uo从0电平切换至-1/2vbus电平的时刻相应地从t3延时至t33，t3到t33这段时间为uo从0电平切换至-1/2vbus电平的死区时间，记为deadtime3；将t6的导通时刻从t4延时至t44，使得uo从-1/2vbus电平切换至0电平的时刻相应地由t4延时至t44，t4到t44这段时间为uo从-1/2vbus电平切换至0电平的死区时间，记为deadtime4。

上述通过插入死区时间达到的直接效果是：对于互补导通的两个开关管，通过让其中一个开关管延时导通，来为另一开关管预留出足够的时间完成关断，这样就避免了这两个开关管同时导通的情况，从而避免了半母线短路损坏开关管。

但是，在正半周的deadtime1时间内的驱动切换过程中、以及deadtime2时间内的驱动切换过程中，都存在t3/d3(t3/d3表示t3和d3组成的并联结构)和t4/d4(t4/d4表示t4和d4组成的并联结构)共同承受总母线电压vbus的情况，而实际上由于半导体器件本身差异性原因，t3/d3、t4/d4并不会均分总母线电压vbus，这样t3/d3或t4/d4就存在过压损坏风险。详见下述1)～2)：

1).如图5a所示，deadtime1时间内，驱动切换的时序为：t1时刻，关断t5→等待deadtime1时间至t11→同时开通t1和t6。

在该时序下，当anpc型三电平逆变器运行于有源状态时，从t1时刻开始至达到t11时刻之前，电流经过d5、t2输出(如图6a所示)，o点电压被钳位在母线中点电压，此时t3/d3、t4/d4共同承受1/2vbus，无过压损坏风险；但t11时刻同时给t1、t6发导通驱动时，由于开关管驱动电路以及半导体器件本身差异性原因，可能出现t1导通时而t6尚未导通，此时电流经t1、t2流出(如图6b所示)，o点电压被钳位在总母线电压vbus，导致t3/d3、t4/d4共同承受总母线电压vbus，存在由于不能均分vbus而过压损坏风险。

在该时序下，当anpc型三电平逆变器运行于无源状态时，当t1时刻关断t5后，电流经过d2、d1流入母线正极(如图6c所示)，o点电压被钳位在总母线电压vbus，t3/d3、t4/d4共同承受总母线电压vbus，存在由于不能均分vbus而过压损坏风险；直至t11时刻t6导通时，t3和t4的中间节点a被钳位在母线中点电压，强制t3/d3、t4/d4均分vbus。

2).如图5a所示，deadtime2时间内，驱动切换的时序为：t2时刻，关断t1与t6→等待deadtime2时间至t22→开通t5。

在该时序下，当anpc型三电平逆变器运行于有源状态时，从t2时刻至t22时刻，电流经过d5、t2输出，o点电压被钳位在母线中点电压，此时t3/d3、t4/d4共同承受1/2vbus，无过压损坏风险；但在t2时刻，由于开关管驱动电路以及半导体器件本身差异性原因，t6可能会先于t1关断，此时电流经t1、t2流出，o点电压被钳位在总母线电压vbus，导致t3/d3、t4/d4共同承受总母线电压vbus，存在由于不能均分vbus而过压损坏风险。

在该时序下，当anpc型三电平逆变器运行于无源状态时，在t2时刻关断t1和t6后，电流经过d2、d1流入母线正极，o点电压被钳位在总母线电压vbus，t3/d3、t4/d4共同承受总母线电压vbus，存在由于不能均分vbus而过压损坏风险。

上述1)～2)给出了正半周的deadtime1、deadtime2时间内的驱动切换过程中，anpc型三电平逆变器运行于有源状态和无源状态时，会出现t3/d3、t4/d4不能均分总母线电压vbus而过压损坏的具体时刻和原因。基于该具体时刻和原因，可得如下解决方案a)和b)：

a).在deadtime1时间内的驱动切换过程中：当anpc型三电平逆变器运行于有源状态时，只要保证t6先于t1导通，就能保证t3/d3、t4/d4均分总母线电压vbus；当anpc型三电平逆变器运行于无源状态时，只要保证t6在t5关断后是处于导通状态，就能保证t3/d3、t4/d4均分总母线电压vbus；

b).在deadtime2时间内的驱动切换过程中：当anpc型三电平逆变器运行于有源状态时，只要保证t6在t1关断后再关断，就能保证t3/d3、t4/d4均分总母线电压vbus；当anpc型三电平逆变器运行于无源状态时，只要保证t6在t5导通后再关断，就能保证t3/d3、t4/d4均分总母线电压vbus。

对应的，在负半周的deadtime3时间内的驱动切换过程中、以及deadtime4时间内的驱动切换过程中，也存在t1/d1(t1/d1表示t1和d1组成的并联结构)和t2/d2(t2/d2表示t2和d2组成的并联结构)共同承受总母线电压vbus的情况，而实际上由于半导体器件本身差异性原因，t1/d1、t2/d2并不会均分总母线电压vbus，这样t1/d1、t2/d2就存在过压损坏风险。通过分析负半周的deadtime3、deadtime4时间内的驱动切换过程(具体分析过程此处不再赘述)，可以得到anpc型三电平逆变器运行于有源状态和无源状态时，出现t1/d1、t2/d2不能均分总母线电压vbus而过压损坏的具体时刻和原因。基于该具体时刻和原因，可得如下结论c)和d)：

c)在deadtime3时间内的驱动切换过程中：当anpc型三电平逆变器运行于有源状态时，只要确保t5先于t4导通，即可保证t1/d1、t2/d2均分总母线电压vbus；当anpc型三电平逆变器运行于无源状态时，只要保证t5在t6关断后仍处于导通状态，即可保证t1/d1、t2/d2均分总母线电压vbus；

d)在deadtime4时间内的驱动切换过程中：当anpc型三电平逆变器运行于有源状态时，只要确保t5在t4关断后再关断，即可保证t1/d1、t2/d2均分总母线电压vbus；当anpc型三电平逆变器运行于无源状态时，只要保证t5在t6导通后再关断，即可保证t1/d1、t2/d2均分总母线电压vbus。

综合上述a)、b)、c)和d)，在图5a和图5b的基础上进一步做出如下改进，即可避免t3/d3、t4/d4因不能均分总母线电压vbus而过压损坏，以及避免t1/d1、t2/d2因不能均分总母线电压vbus而过压损坏，该改进包括：在正半周期，桥臂电压指令uo从0电平切1/2vbus电平过程中，保证t6在t5关断前先处于导通状态，即可保证t3/d3、t4/d4各承受1/2vbus；uo从1/2vbus电平切0电平过程中，保证t6在t5导通后再关断，即可保证t3/d3、t4/d4各承受1/2vbus；在负半周期，uo从0电平切-1/2vbus电平过程中，保证t5在t6关断前处于导通状态，即可保证t1/d1、t2/d2各承受1/2vbus；uo从-1/2vbus电平切0电平过程中，保证t5在t6导通后再关断，即可保证t1/d1、t2/d2各承受1/2vbus。从而，最终得到了如图3所示的调制方法。图3所示调制方法通用于anpc型三电平逆变器工作在有源状态和无源状态下。

将0电平切1/2vbus电平过程中、1/2vbus电平切0电平过程中、0电平切-1/2vbus电平过程中、-1/2vbus电平切0电平过程中，t5和t6进行开/关切换的时间差分别记为deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44。deadtime11的时长设置需能够确保t5关断时，t6已经可靠开通。deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置同理，不再赘述。

在图5a和图5b的基础上，绘制出的图3所示调制方法下的开关管驱动波形和输出电压波形图，并不是唯一的，这取决于deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4的开始时刻各自设置为保持不变还是延时还是提前，以下仅给出两个示例。

示例一：

在图5a的基础上，得到的图3所示的调制方法在正半周的波形放大图如图7a所示，图7a中，deadtime1的开始时刻设置为延后deadtime11，deadtime2的开始时刻设置为保持不变，此时开关管t1、t5、t6的驱动波形分别参见图7a中的t1_dd、t5_dd、t6_dd。在图5b的基础上，得到的图4所示的调制方法在正半周的波形放大图如图7b所示，图7b中，deadtime3的开始时刻设置为延后deadtime33，deadtime4的开始时刻设置为保持不变，此时开关管t4、t6、t5的驱动波形分别参见图7b中的t4_dd、t6_dd、t5_dd。

也就是说，图7a相较于图4a的全部改进为：0电平切1/2vbus电平过程中，t5延迟deadtime11时间关断，t1延迟deadtime11+deadtime1时间开通，t6准时开通；1/2vbus电平切0电平过程中，t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime22+deadtime2时间关断。图7b相较于图4b的全部改进为：0电平切-1/2vbus电平过程中，t4延迟deadtime33+deadtime3时间开通，t6延迟deadtime33时间关断，t5准时开通；-1/2vbus电平切0电平过程中，t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime44+deadtime4时间关断。

示例二：

在图5a的基础上，得到的图3所示的调制方法在正半周的波形放大图如图8a所示，图8a中，deadtime1和deadtime2的开始时刻设置为保持不变，此时开关管t1、t5、t6的驱动波形分别参见图8a中的t1_dd、t5_dd、t6_dd。在图5b的基础上，得到的图4所示的调制方法在正半周的波形放大图如图8b所示，图8b中，deadtime3和deadtime4的开始时刻设置为保持不变，此时开关管t4、t6、t5的驱动波形分别参见图7b中的t4_dd、t6_dd、t5_dd。

也就是说，图8a相较于图4a的全部改进为：0电平切1/2vbus电平过程中，t1延迟deadtime1时间开通，t5准时关断，t6提前deadtime11时间开通；1/2vbus电平切0电平过程中，t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime2+deadtime22关断。图8b相较于图4b的全部改进为：0电平切-1/2vbus电平过程中，t4延迟deadtime3时间开通，t6准时关断，t5提前deadtime33时间开通；-1/2vbus电平切0电平过程中，t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime4+deadtime44关断。

由以上描述可以看出，为避免各开关管由于无法严格按照图2中规定的时刻进行开/关切换而导致半母线短路，本实施例在图2的基础上插入了死区时间，避免了开关管因半母线短路而过压损坏。又由于死区时间内的驱动切换过程中存在两个开关管共同承受总母线电压的情况，而实际上由于半导体器件本身差异性原因，两个开关管并不会均分总母线电压，所以本实施例还通过改变t6与t5进行开/关切换的先后顺序来保证两个开关管均分总母线电压。

此外，为确保过零点切换(包括由正半周向负半周切换、以及由负半周向正半周切换)过程中t1、t2、t3、t4及其反并联二极管d1、d2、d3、d4所承受的电压最大为1/2vbus，同时防止过零点切换过程中母线短路，本实施例公开的调制方法还包括(如图9和图10所示)：

步骤s03：桥臂电压指令由正半周向负半周切换时依次经过t5、t6、t7、t8四个时刻，其中：在t5时刻关断t1(由正半周向负半周过零点切换可能发生在正半周的0电平时刻，也可能发生在正半周的1/2vbus电平时刻，图10示出的是切换发生在正半周的0电平时刻，此时t1是关断着的，要求t1继续保持关断，但要是切换发生在正半周的1/2vbus电平时刻，此时t1是开通着的，要求关断t1)，保持t2、t5开关状态至t7时刻，保持t3、t6开关状态至t6时刻，在t6时刻开通t3、t6，在t7时刻关断t2、t5，t8时刻以后采用前述任一实施例中公开的在负半周的调制方式。

具体的，t5～t6这一时间间隔目的是确保t1能可靠关断，一般为1到2个微秒时间；t6～t7这一时间间隔目的是确保t3、t6能可靠开通，一般为1到2个微秒时间；t7～t8这一时间间隔目的是确保t2、t5能可靠关断，一般为1到2个微秒时间。

所述步骤s03能防止母线短路的原理是：整个切换过程t4处于关断状态，所以不会发生总母线以及下半母线短路；t5至t6时间段，t1在t5时刻被关断，t2、t3、t5、t6均为保持当前开关状态，由于t1和t5之间在正常工作时已经包含死区时间，所以t1和t5不存在同时导通情况，同时t3在t6时刻才被导通，此时t1已被可靠关断，所以上半母线不会发生短路情况。

所述步骤s03可确保由正半周向负半周过零点切换过程中t3/t4及其反并联二极管d3/d4所承受的电压最大为1/2vbus，原理是：

t5至t6时间段，t2、t3、t5、t6均为保持当前开关状态，假如t5时刻t1为关断状态，那么t5、t6至少有一个为开通状态，t5通的话，t3、t4及其反并联二极管d3、d4共同承受1/2vbus，t5断的话t6肯定通，t3、t4及其反并联二极管d3、d4承受电压被t6钳位，不会超过1/2vbus；假如t5时刻t1为开通状态，那么t6肯定通，t3、t4及其反并联二极管d3、d4承受电压被t6钳位，不会超过1/2vbus；

t6至t7时间段，由于t2和t5保持当前开关状态，t3/t6被开通，所以此时间段一定处于0电平状态，无过压风险；

t7至t8时间段，t6和t3已被可靠开通，一定处于0电平状态，无过压风险。

步骤s04：桥臂电压指令由负半周向正半周切换时依次经过t5’、t6’、t7’、t8’四个时刻，其中：在t5’时刻关断t4，保持t3、t6开关状态至t7’时刻，保持t2、t5开关状态至t6’时刻，在t6’时刻开通t2、t5，在t7’时刻关断t3、t6，t8’时刻以后采用前述任一实施例中公开的在正半周的调制方式。

具体的，t5’～t6’这一时间间隔目的是确保t4能可靠关断，一般为1到2个微秒时间；t6’～t7’这一时间间隔目的是确保t2、t5能可靠开通，一般为1到2个微秒时间；t7’～t8’这一时间间隔目的是确保t3、t6能可靠关断，一般为1到2个微秒时间。

所述步骤s04可防止负半周切正半周过程母线短路情况发生，以及保证t1、t2及其反并联二极管d1、d2所承受的电压最大为1/2vbus，推导过程参照正半周向负半周切换同理可得，此处不再赘述。

与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种anpc型三电平逆变器，包括主电路和控制单元；

所述anpc型三电平逆变器包含6个开关管t1～t6和6个二极管，其中：每个开关管都反并联一个二极管，t1的第一端接母线正极，t4的第二端接母线负极，t1的第二端接t2、t5的第一端，t4的第一端接t3、t6的第二端，t5的第二端、t6的第一端均接入母线中点，t2的第二端、t3的第一端连接在一起形成桥臂端；

所述控制单元用于按照预设规则对所述anpc型三电平逆变器的输出电压进行调制，所述预设规则包括：

在正半周，保持t2常通，t3和t4常断，t1、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体为：0电平切1/2vbus电平过程中，t5关断，t1在t5关断后导通，t6在t5关断前导通，其中vbus表示直流母线电压；1/2vbus电平切0电平过程中，t1关断，t5在t1关断后导通，t6在t5导通后关断；

在负半周，保持t3常通，t1和t2常断，t4、t5和t6只在电平切换过程中进行开/关切换，具体为：0电平切-1/2vbus电平过程中，t6关断，t4在t6关断后导通，t5在t6关断前导通；-1/2vbus电平切0电平过程中，t4关断，t6在t4关断后导通，t5在t6导通后关断。

可选的，所述预设规则是基于如下现有调制规则进行改进得到，所述现有调制规则为：在正半周，保持t2常通，t3和t4常断，t1和t5互补导通，t1和t6同开同关；在负半周，保持t3常通，t1和t2常断，t4和t6互补导通，t4和t5同开同关；

所述改进包括：

0电平切1/2vbus电平过程中，t5延迟deadtime11时间关断，t1延迟deadtime11+deadtime1时间开通，t6准时开通；

1/2vbus电平切0电平过程中，t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime22+deadtime2时间关断；

0电平切-1/2vbus电平过程中，t4延迟deadtime33+deadtime3时间开通，t6延迟deadtime33时间关断，t5准时开通；

-1/2vbus电平切0电平过程中，t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime44+deadtime4时间关断；

其中，deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4、deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置以能够达到权利要求1中要求的各开关管的开/关切换顺序为准。

或者，所述预设规则是基于如下现有调制规则进行改进得到，所述现有调制规则为：在正半周，保持t2常通，t3和t4常断，t1和t5互补导通，t1和t6同开同关；在负半周，保持t3常通，t1和t2常断，t4和t6互补导通，t4和t5同开同关；

所述改进包括：

0电平切1/2vbus电平过程中，t1延迟deadtime1时间开通，t5准时关断，t6提前deadtime11时间开通；

1/2vbus电平切0电平过程中，t1准时关断，t5延迟deadtime2时间开通，t6延迟deadtime2+deadtime22关断；

0电平切-1/2vbus电平过程中，t4延迟deadtime3时间开通，t6准时关断，t5提前deadtime33时间开通；

-1/2vbus电平切0电平过程中，t4准时关断，t6延迟deadtime4时间开通，t5延迟deadtime4+deadtime44关断；

其中，deadtime1、deadtime2、deadtime3、deadtime4、deadtime11、deadtime22、deadtime33、deadtime44的时长设置以能够达到权利要求1中要求的各开关管的开/关切换顺序为准。

可选的，上述公开的任一种预设规则还包括：

桥臂电压指令由正半周向负半周过零点切换时依次经过t5、t6、t7、t8四个时刻，其中：在t5时刻关断t1，保持t2、t5开关状态至t7时刻，保持t3、t6开关状态至t6时刻，在t6时刻开通t3、t6，在t7时刻关断t2、t5，t8时刻以后采用在负半周的调制方式；

桥臂电压指令由负半周向正半周切换时依次经过t5’、t6’、t7’、t8’四个时刻，其中：在t5’时刻关断t4，保持t3、t6开关状态至t7’时刻，保持t2、t5开关状态至t6’时刻，在t6’时刻开通t2、t5，在t7’时刻关断t3、t6，t8’时刻以后采用在正半周的调制方式。

可选的，所述主电路工作在有源状态或无源状态下。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的控制单元而言，由于其与实施例公开的调制方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见调制方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。