一种单级可升降压车载电源逆变器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种单级可升降压车载电源逆变器的控制方法，首先，在正弦波的正半周期内，控制第一开关管处于高频开关状态，第二开关管、第六开关管处于常通状态，控制第三开关管与第一开关管互补导通；然后，在正弦波的负半周期内，控制第三开关管处于高频开关状态，第四开关管、第五开关管处于常通状态，控制第三开关管与第一开关管互补导通；应用半周期调制法，使得两个升压单元的开关管处于半周高频工作，旁路开关管工频切换状态，减少了逆变器的开关损耗。同时与传统控制方式相比，又减小了导通损耗，消除了变换器的内部环流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于直流/交流(DC/AC)电能转换装置。
技术介绍
逆变器广泛应用于电机驱动，不间断供电电源，感应加热，静态无功发生器和补偿器以及有源滤波等场合。传统的逆变器电路拓扑包括电压源逆变器和电流源逆变器两类。电压源逆变器的输出交流电压低于直流母线电压，因此电压源逆变器本质上是一个降压型逆变器，为了实现升压变换的功能，需要额外增加一级升压变换电路，导致变换器整体结构复杂。电流源逆变器本质上是一个升压型逆变器，为了实现降压变换的功能，需要额外增加一级降压变换电路，导致变换器整体结构复杂；电流源逆变器只能实现单向功率传输，能量不能双向流动。为了解决电压源逆变器和电流源逆变器存在的上述问题，学者提出了 Z源逆变器的概念，通过引入一个Z源网络将逆变器主电路与电源耦合起来。与电压源和电流源逆变器相比，Z源逆变器能够提供升降压变换的功能，但同样不能实现能量的双向传输，同时引入了额外的由电感，电容组成的无源元件，增加了系统的体积，重量和实现成本，同时控制复杂。国内外又在此基础上陆续提出了一些改型的Z源逆变器电路，其本质都是通过引入无源元件来实现升压，都存在上述问题。车载电源有类型，1.逆变器，是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的电源转换器，由于常用于汽车而得名。2.DC/DC直流变换器电源，通常是把汽车电池的12VDC或24VDC转变为48VDC等直流电给汽车上的电器设备用。车载电源不仅适用于车载系统，只要有DC12V直流电源的场合，都可使用电源逆变器，将DC12V转换为AC220V交流电，给人们的生活带来方便。车载电源充分考虑到外部的使用环境，当发生过载或短路现象时将自动保护关机。车载电源的输出电压通过本身的反馈确认可以使电压稳定，空载与额定的电压值变化小于10V。需要说明的是，车载电源的目的是输出和市电相同的电压，满足用电器的需要，但实际上车载电源输出的是模拟正弦波，而市电是真正的正弦波，两者略有不同，一般不影响使用，这是车载电源的工作原理决定的。单级功率变换器的逆变器有利于功率密度和效率的提升，单级式逆变器具有功率级只有一级，效率高，体积小等优点。双Boost变换器的逆变器，采用两组独立对称的双向DC/DC变换器差动输出，得到纯正弦交流电压。常见的调制方式是使两组Boost变换器各输出一路相差180°带直流偏置的电压，经差动输出得到可升降压的交流输出电压。这种调制方式下变换器所有功率开关在整个工频周期内均处于高频调制状态，且电感电流大、开关管电压电流应力也较大，导致电感损耗、开关管通态损耗与开关损耗增加，同时整个变换器存在内部环流，不利于效率的提升。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种单级可升降压车载电源逆变器，解决了现有技术中车载电源开关管电压应力大、纹波强的问题。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案: ，所述逆变器包括第一升压单元、第二升压单元、第一旁路开关管、第二旁路开关管，所述第一升压单元包括第一开关管、第二开关管、第一电感、第一电容，第二升压单元包括第三开关管、第四开关管、第二电感、第二电容，包括如下步骤: 步骤1、在正弦波的正半周期内，控制第一开关管处于高频开关状态，第二开关管、第六开关管处于常通状态，控制第三开关管与第一开关管互补导通； 步骤2、在正弦波的负半周期内，控制第三开关管处于高频开关状态，第四开关管、第五开关管处于常通状态，控制第三开关管与第一开关管互补导通； 步骤3、重复步骤I至步骤2。 所述第一电感和第二电感均为耦合电感，其中，第一电感包括第一绕组和第二绕组，第二电感包括第三绕组和第四绕组，第一至第四绕组均包括第一端和第二端，第一绕组的第一端和第二绕组的第一端互为同名端，第三绕组的第一端和第四绕组的第一端互为同名端，第一绕组的第一端与直流电源的正极连接；所述第二绕组的第二端分别与第一开关管的输入端、第二开关管的输出端连接；第一开关管的输出端分别与第三开关管的输出端、第一电容的第二端、第二电容的第二端连接；所述第三绕组的第一端与直流电源的正极连接，第四绕组的第二端分别与第三开关管的输入端、第四开关管的输出端连接；所述第四开关管的输入端与第二电容的第一端连接；第一电容的第一端作为该逆变器的第一输出端；第二电容的第一端作为该逆变器的第二输出端；第一旁路开关管的输入端与该逆变器的第一输出端连接、第一旁路开关管的输出端分别与第一绕组的第二端、第二绕组的第一端连接；第二旁路开关管的输入端与该逆变器的第二输出端连接、第二旁路开关管的输出端分别与第三绕组的第二端、第四绕组的第一端连接。所述开关管的输入端、输出端之间均并联二极管，二极管的阳极与开关管的输出端连接，二极管的阴极与开关管的输入端连接。所述开关管包括MOS管、三极管或JFET。所述第一电容和第二电容的容值为0.1uF?10uF，且容值相等。所述第一电容和第二电容的容值均为luF。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果: 1、应用半周期调制法，使得两个升压单元的开关管处于半周高频工作，旁路开关管工频切换状态，减少了逆变器的开关损耗。同时与传统控制方式相比，又减小了导通损耗，消除了变换器的内部环流。2、输入电压变化范围大，采用耦合电感，使得能够有效抑制纹波，减少器件损坏对电路造成的冲击，避免短路。3、拓扑简单，效率高，可靠性高。【附图说明】图1为本专利技术逆变器的电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的结构及工作过程作进一步说明。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。，所述逆变器包括第一升压单元、第二升压单元、第一旁路开关管、第二旁路开关当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单级可升降压车载电源逆变器的控制方法，所述逆变器包括第一升压单元、第二升压单元、第一旁路开关管、第二旁路开关管，所述第一升压单元包括第一开关管、第二开关管、第一电感、第一电容，第二升压单元包括第三开关管、第四开关管、第二电感、第二电容，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、在正弦波的正半周期内，控制第一开关管处于高频开关状态，第二开关管、第六开关管处于常通状态，控制第三开关管与第一开关管互补导通；步骤2、在正弦波的负半周期内，控制第三开关管处于高频开关状态，第四开关管、第五开关管处于常通状态，控制第三开关管与第一开关管互补导通；步骤3、重复步骤1至步骤2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王占伟，李光明，
申请(专利权)人：苏州市博得立电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32