功率反馈驱动的CHB整流器电压平衡控制算法：理论与实践验证

本文档探讨了"基于功率反馈的H桥级联型整流器电压平衡控制算法"的主题，发表于2011年的清华大学学报自然科学版。作者陶兴华、李永东和孙敏针对H桥级联型（Cascaded H-Bridge, CHB）脉冲宽度调制(PWM)整流器设计了一种创新的控制策略。CHB整流器是一种常用于高压大容量变换器中的拓扑结构，其效率高且适合多电平应用。 首先，作者构建了一个基于平均意义下的CHB整流器数学模型，深入研究了在稳态工作状态下各级整流器的有功功率与调制比之间的关系。这个理论分析是电压平衡控制算法的基础，它利用了功率反馈机制，即通过实时监测和调整每个整流器的输出功率，以保持直流母线电压的稳定。 论文进一步提出了基于功率反馈的电压平衡控制算法，该算法的核心思想是通过调节各整流器的PWM波形，使它们的有功功率分配均衡，从而实现多级CHB整流器直流母线电压的动态平衡。作者对这一算法的适用条件进行了深入讨论，明确了其在特定参数范围内的有效性。 为了验证算法的性能，论文作者在MATLAB平台上进行了4级级联的系统仿真，以及在实验室环境中搭建了2级级联的实验样机进行实际操作。仿真结果显示，当算法处于其适用范围内时，确实能有效实现电压平衡，同时保持良好的电流控制性能。这证明了该控制策略在实际应用中的可行性。 这篇论文提供了对于H桥级联型整流器电压管理的重要贡献，特别是在复杂电力系统中，这种基于功率反馈的控制方法对于提高直流母线稳定性、确保系统效率和可靠性具有重要意义。关键词包括高压大容量变换器、级联H桥型整流器、电压平衡算法和功率反馈，这些关键词反映了研究的核心内容和领域定位。