[0001] 本发明涉及一种逆变器的开关控制策略，尤其是涉及一种多电平逆变器的开关控制方法。

[0002] 与传统的两电平逆变器相比，多电平逆变器具有较低的dv/dt值和总谐波失真，已成为中压和高功率应用的可行解决方案。二极管中点钳位(Neutral Point Clamped，NPC)逆变器是其中比较流行的一种拓扑结构，目前已广泛应用于可再生能源系统、中压电动机驱动器和抽水蓄能电站等场合。近年来，多电平逆变器开始逐渐应用到一些低压场合，例如光伏逆变器、功率因数校正器和电动汽车系统等。在二极管中点钳位逆变器的基础上，已有学者提出了三电平T型逆变器，其主电路将传统的两电平逆变器的优点和多电平逆变器的优点进行了结合，其主电路如图1所示，图1中的器件Sa1、器件Sa2、器件Sa3、器件Sa4、器件Sb1、器件Sb2、器件Sb3、器件Sb4、器件Sc1、器件Sc2、器件Sc3、器件Sc4均为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。

[0003] 在实际应用中，逆变器的调制策略是一个重要的考量因素，因为逆变器的调制模式对逆变器的主要性能影响很大，比如效率、失真度、谐波含量等。因此有不少文献展开了相关研究，比如基于载波的脉宽调制、空间矢量调制等。逆变器的调制策略，本质上是控制每相开关的开通和关断组合问题，并获得期望的电平输出或者其它指标。

[0004] 目前，常见的三电平T型逆变器的开关控制策略主要有两种。

[0005] 第一种开关控制策略这里称为M1，具体开关状态、开关命令和对应输出桥臂电压如表1所示。有比较多的文献采用这种开关控制策略，比如：Mario Schweizer和Johann W.Kolar在《IEEE Transactions on Power Electronics》(《IEEE电力电子学报》)中发表的“Design and implementation of a highly efficient three-level T-type converter for low-voltage applications”(“一种适用于低压领域的高效率三电平T型变换器设计和应用”)(2013,28(2):899-907)；又如Ronak V.Nemade、Jay K.Pandit、Mohan V.Aware等人在《IEEE Transactions on Industry Applications》(《IEEE工业应用学报》)上发表的“Reconfiguration of T-type inverter for direct torque controlled induction motor drives under open-switch faults”(“直接转矩控制工业电机驱动器中T型逆变器发生器件开路故障时的重构”)(2017,53(3):2936-2947)。

[0006] 表1 M1的开关状态、开关命令和输出桥臂电压

[0007]

[0008] 第二种开关控制策略这里称为M2，具体开关状态、开关命令和对应输出桥臂电压如表2所示。也有文献采用这种开关控制策略，比如：Mokhtar Aly、Emad M.Ahmed、Masahito Shoyama等人在《IET Power Electronics》(《IET电力电子》)上发表的“Developing new lifetime prolongation SVM algorithm for multilevel inverters with thermally aged power devices”(“为具有热老化功率器件的多电平逆变器开发新的寿命延长SVM算法”)(2017,10(15):2248-2256)。

[0009] 表2 M2的开关状态、开关命令和输出桥臂电压

[0010]

[0011] 上述两种开关控制策略各有缺点，以图1所示的主电路中的a相为例进行说明。

[0012] 1)开关控制策略M1的缺点：

[0013] 当图1所示的主电路采用开关控制策略M1并进入稳态工作时，“P”开关状态下的电流路径如图2a所示，“Z”开关状态下的电流路径如图2b所示，“N”开关状态下的电流路径如图2c所示。图2a、图2b和图2c中，器件名称上面加了矩形符号，表示对应器件加了驱动信号。图2a中，“P”开关状态下，相电流ia>0时(以图中实线电流为参考方向)，电流经过器件Sa1流向负载；相电流ia<0时，电流经过二极管Da1从负载流向直流电源。图2b中，“Z”开关状态下，相电流ia>0时，电流经过器件Sa2和二极管Da3流向负载；相电流ia<0时，电流经过器件Sa3和二极管Da2流向直流电压中点。图2c中，“N”开关状态下，相电流ia>0时，电流经过二极管Da4流向负载；相电流ia<0时，电流经过器件Sa4流向直流电源。可以看出，图2a中的器件Sa2和图2c中的器件Sa3虽然都给了驱动信号，但是无论相电流方向如何，都不经过这两个器件，也就是说，在三电平T型逆变器稳态工作的情况下，开关控制策略M1中有两个多余的驱动信号，包括“P”开关状态下的Sa2的驱动信号和“N”开关状态下的Sa3的驱动信号，开关控制策略M1增加了驱动电路产生的损耗。

[0014] 2)开关控制策略M2的缺点：

[0015] 采用开关控制策略M2，相电流ia>0时，开关状态在“P”开关状态和“Z”开关状态之间发生切换称为暂态过程；相电流ia<0时，开关状态在“Z”开关状态和“N”开关状态之间发生切换称为暂态过程。

[0016] 图3a给出了相电流ia>0时开关状态从“P”开关状态切换到“Z”开关状态的情况下器件Sa1、器件Sa2和器件Sa3的门极接入的驱动信号的时序，图3a中高电平表示对应的器件导通、低电平表示对应的器件关断，由于开关状态在“P”开关状态和“Z”开关状态之间切换时器件Sa4一直处于关断状态，因此图3a中未给出器件Sa4的门极接入的驱动信号的时序。图3b给出了相电流ia>0时开关状态从“Z”开关状态切换到“P”开关状态的情况下器件Sa1、器件Sa2和器件Sa3的门极接入的驱动信号的时序，图3b中高电平表示对应的器件导通、低电平表示对应的器件关断，由于开关状态在“P”开关状态和“Z”开关状态之间切换时器件Sa4一直处于关断状态，因此图3b中未给出器件Sa4的门极接入的驱动信号的时序。图3a和图3b中的ΔT1为PWM死区时间，一般取微秒级别。图3c给出了相电流ia>0时开关状态“P”切换到“Z”的过程中“P”开关状态下的电流路径，图3d给出了相电流ia>0时开关状态“P”切换到“Z”的过程中“N”开关状态下的电流路径，图3e给出了相电流ia>0时开关状态“P”切换到“Z”的过程中“Z”开关状态下的电流路径，图3f给出了相电流ia>0时开关状态“Z”切换到“P”的过程中“Z”开关状态下的电流路径，图3g给出了相电流ia>0时开关状态“Z”切换到“P”的过程中“N”开关状态下的电流路径，图3h给出了相电流ia>0时开关状态“Z”切换到“P”的过程中“P”开关状态下的电流路径。图3c、图3e、图3f和图3h中，器件名称上面加了矩形符号，表示对应器件加了驱动信号。图3c中，给器件Sa1驱动信号，即开关状态为“P”，这时候相电流ia经过器件Sa1。图3d中，当去掉器件Sa1的驱动信号时，相电流ia通过二极管Da4续流，开关状态变为“N”。图3e中，给器件Sa2和器件Sa3驱动信号，相电流ia通过器件Sa2和二极管Da3，进入开关状态“Z”的稳态工作情况。图3f中，同时给器件Sa2和器件Sa3驱动信号，即开关状态为“Z”，这时候相电流ia经过器件Sa2和二极管Da3。图3g中，去掉器件Sa2和器件Sa3的驱动信号，相电流ia通过二极管Da4续流，开关状态变为“N”。图3h中给器件Sa1驱动信号，相电流ia经过器件Sa1，进入开关状态“P”的稳态工作情况。从图3c和图3d可以看出，开关状态直接从“P”切换到“N”；从图3g和图3h可以看出，开关状态直接从“N”切换到“P”，即在相电流ia>0时的暂态过程中出现了“P”开关状态和“N”开关状态之间直接切换的情况，而在这种切换情况下，二极管Da2和二极管Da3两端承受的电压会直接在“+Vdc/2”和“-Vdc/2”之间切换，这样会造成流过二极管Da2和二极管Da3的反向恢复电流增大，从而造成了额外的电路损耗。

[0017] 同样，在相电流ia<0时的暂态过程中会出现“N”开关状态和“P”开关状态之间直接切换的情况，也会造成额外的电路损耗。图3i给出了相电流ia<0时开关状态从“Z”开关状态切换到“N”开关状态的情况下器件Sa2、器件Sa3、器件Sa4的门极接入的驱动信号的时序，图3i中高电平表示对应的器件导通、低电平表示对应的器件关断，由于开关状态在“Z”开关状态和“N”开关状态之间切换时器件Sa1一直处于关断状态，因此图3i中未给出器件Sa1的门极接入的驱动信号的时序。图3j给出了相电流ia<0时开关状态从“N”开关状态切换到“Z”开关状态的情况下器件Sa2、器件Sa3、器件Sa4的门极接入的驱动信号的时序，图3j中高电平表示对应的器件导通、低电平表示对应的器件关断，由于开关状态在“Z”开关状态和“N”开关状态之间切换时器件Sa1一直处于关断状态，因此图3j中未给出器件Sa1的门极接入的驱动信号的时序。图3i和图3j中的ΔT1为PWM死区时间，一般取微秒级别。在图3i中，先是器件Sa2、器件Sa3导通，而器件Sa4关断，开关状态为“Z”；中间ΔT1区间为死区；再是器件Sa2、器件Sa3关断，而器件Sa4导通，开关状态为“N”。

[0061] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

[0062] 本发明提出的一种多电平逆变器的开关控制方法，其包括以下步骤：

[0063] 步骤1：采用PSIM仿真软件搭建一个三电平T型逆变器，如图1所示，该三电平T型逆变器包括三相桥臂电路和两个直流电压源，每相桥臂电路由第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、电阻和电感组成，第一绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第一个直流电压源的正端和第一二极管的负极连接，第一绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第一二极管的正极、第三绝缘栅双极型晶体管的集电极、第三二极管的负极、第四绝缘栅双极型晶体管的集电极、第四二极管的负极、电阻的一端连接，第二绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与第一个直流电压源的负端、第二个直流电压源的正端、第二二极管的负极连接，第二绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二二极管的正极、第三绝缘栅双极型晶体管的发射极、第三二极管的正极连接，第四绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与第二个直流电压源的负端、第四二极管的正极连接，电阻的另一端与第一电感的一端连接，三相桥臂电路各自中的电感的另一端连接在一起，第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管各自的门极用于接入驱动信号。

[0064] 图1中，Sa1、Sa2、Sa3、Sa4对应为a相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管，Da1、Da2、Da3、Da4对应为a相桥臂电路中的第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，Ra、La对应为a相桥臂电路中的电阻和电感；Sb1、Sb2、Sb3、Sb4对应为b相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管，Db1、Db2、Db3、Db4对应为b相桥臂电路中的第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，Rb、Lb对应为b相桥臂电路中的电阻和电感；Sc1、Sc2、Sc3、Sc4对应为c相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管，Dc1、Dc2、Dc3、Dc4对应为c相桥臂电路中的第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，Rc、Lc对应为c相桥臂电路中的电阻和电感。

[0065] 步骤2：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流大于0时开关状态从“P”切换到“Z”，如图4a所示(图以a相为例)，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管，如图4b所示(图以a相为例)；然后给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管，如图4c所示(图以a相为例)；接着给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管，如图4d所示(图以a相为例)；再给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管，如图4e所示(图以a相为例)；上述，ΔT1+ΔT2为控制第二绝缘栅双极型晶体管提前导通的时间。从图4b至图4e可以看出，在这个暂态过程中并没有出现“P”开关状态和“N”开关状态之间直接切换的情况。由于相电流大于0时开关状态在“P”开关状态和“Z”开关状态之间切换时第四绝缘栅双极型晶体管一直处于关断状态，因此在图4a中省略了第四绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的时序。

[0066] b相和c相的操作方式与a相相同，只是a相与b相的驱动信号在相位上相差120度，b相与c相的驱动信号在相位上相差120度。

[0067] 步骤3：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流大于0时开关状态从“Z”切换到“P”，如图4f所示(图以a相为例)，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管，如图4g所示(图以a相为例)；然后给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流大于0且经过第二绝缘栅双极型晶体管和第三二极管，如图4h所示(图以a相为例)；接着给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管，如图4i所示(图以a相为例)；再给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“P”，此时相电流大于0且经过第一绝缘栅双极型晶体管，如图4j所示(图以a相为例)；上述，ΔT1+ΔT2为控制第二绝缘栅双极型晶体管延迟关断的时间。从图4g至图4j可以看出，在这个暂态过程中并没有出现“P”开关状态和“N”开关状态之间直接切换的情况。由于相电流大于0时开关状态在“P”开关状态和“Z”开关状态之间切换时第四绝缘栅双极型晶体管一直处于关断状态，因此在图4f中省略了第四绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的时序。

[0068] b相和c相的操作方式与a相相同，只是a相与b相的驱动信号在相位上相差120度，b相与c相的驱动信号在相位上相差120度。

[0069] 步骤4：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流小于0时开关状态从“Z”切换到“N”，如图5a所示(图以a相为例)，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管；然后给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管；接着给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；再给三相桥臂电路中的第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；上述，ΔT1+ΔT2为控制第三绝缘栅双极型晶体管延迟关断的时间。从上述内容可以看出，在这个暂态过程中并没有出现“N”开关状态和“P”开关状态之间直接切换的情况。由于相电流小于0时开关状态在“Z”开关状态和“N”开关状态之间切换时第一绝缘栅双极型晶体管一直处于关断状态，因此在图5a中省略了第一绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的时序。

[0070] b相和c相的操作方式与a相相同，只是a相与b相的驱动信号在相位上相差120度，b相与c相的驱动信号在相位上相差120度。

[0071] 步骤5：同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平或低电平，以实现该三电平T型逆变器的相电流小于0时开关状态从“N”切换到“Z”，如图5b所示(图以a相为例)，具体过程为：首先给三相桥臂电路中的第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；然后给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT2，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“N”，此时相电流小于0且经过第四绝缘栅双极型晶体管；接着给三相桥臂电路中的第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，持续时间为ΔT1，使该三电平T型逆变器的开关状态切换为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管；再给三相桥臂电路中的第二绝缘栅双极型晶体管和第三绝缘栅双极型晶体管加载高电平，而同时给三相桥臂电路中的第一绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管加载低电平，使该三电平T型逆变器的开关状态仍为“Z”，此时相电流小于0且经过第三绝缘栅双极型晶体管和第二二极管。上述，ΔT1+ΔT2为控制第三绝缘栅双极型晶体管提前导通的时间。从上述内容可以看出，在这个暂态过程中并没有出现“N”开关状态和“P”开关状态之间直接切换的情况。由于相电流小于0时开关状态在“Z”开关状态和“N”开关状态之间切换时第一绝缘栅双极型晶体管一直处于关断状态，因此在图5b中省略了第一绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的时序。

[0072] b相和c相的操作方式与a相相同，只是a相与b相的驱动信号在相位上相差120度，b相与c相的驱动信号在相位上相差120度。

[0073] 上述，ΔT1为PWM死区时间，ΔT1＝5μs，ΔT2＝5μs。

[0074] 上述，图4a至图5b中，Sa1为a相的第一绝缘栅双极型晶体管、Sa2为a相的第二绝缘栅双极型晶体管、Sa3为a相的第三绝缘栅双极型晶体管、Sa4为a相的第四绝缘栅双极型晶体管。

[0075] 为验证本发明的开关控制方法的可行性和有效性，对本发明方法进行仿真验证。

[0076] 采用PSIM软件进行仿真，将图1所示的三电平T型逆变器的主电路中的直流电压源的直流电压Vdc设为600V，每相负载为8欧姆的电阻串联20mH的电感。

[0077] 以a相为例，且相电流大于0的情况。

[0078] 当采用开关控制策略M1时，仿真结果如图6a所示，其25ms～26ms之间的局部放大图如图6b所示。图6a和图6b中的横坐标为时间，单位为毫秒，纵坐标为电压，单位为伏，从上到下分别为a相的4个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的驱动信号以及a相桥臂电压vao。从图6b中可以看出，当器件Sa1和器件Sa2同时导通时，a相桥臂电压vao为高电平，即开关状态为“P”；当器件Sa2和器件Sa3同时导通时，a相桥臂电压vao为零电平，即开关状态为“Z”。

[0079] 当采用开关控制策略M2时，仿真结果如图7a所示，其25ms～26ms之间的局部放大图如图7b所示。图7a和图7b中的横坐标为时间，单位为毫秒，纵坐标为电压，单位为伏，从上到下分别为a相的4个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的驱动信号以及a相桥臂电压vao。从图7b中可以看出，当器件Sa1导通时，a相桥臂电压vao为高电平，即开关状态为“P”；当器件Sa2和器件Sa3同时导通时，a相桥臂电压vao为零电平，即开关状态为“Z”。此外，可以看出在“P”开关状态和“Z”开关状态之间切换的暂态过程中，出现了“N”开关状态。

[0080] 当采用本发明方法时，仿真结果如图8a所示，其25.5ms～26ms之间的局部放大图如图8b所示。图8a和图8b中的横坐标为时间，单位为毫秒，纵坐标为电压，单位为伏，从上到下分别为a相的4个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的驱动信号以及a相桥臂电压vao。从图8b中可以看出，在稳态过程中，当a相的第一绝缘栅双极型晶体管Sa1导通时，a相桥臂电压vao为高电平，即开关状态为“P”；当a相的第二绝缘栅双极型晶体管Sa2和a相的第三绝缘栅双极型晶体管Sa3同时导通时，a相桥臂电压vao为零电平，即开关状态为“Z”；在暂态过程中，a相的第二绝缘栅双极型晶体管Sa2比a相的第三绝缘栅双极型晶体管Sa3提前导通，并且延迟判断，这样在“P”开关状态和“Z”开关状态之间切换的暂态过程中，就不会出现“N”开关状态，解决了开关控制策略M2的问题。