一种谐振软开关逆变器及其多包络线临界电流控制方法技术

本公开提供一种谐振软开关逆变器及其多包络线临界电流控制方法，方法包括：在第一时间段，控制的第一开关和第四开关导通；在第二时间段和第三时间段，控制的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关均关断；在第四时间段，控制的第二开关和第三开关导通，第一开关和第四开关关断；在第五时间段和第六时间段，控制的第三开关导通，第一开关、第二开关和第四开关关断；在第七时间段，控制的第三开关和第四开关导通，第一开关和第二开关关断；在第八时间段和第九时间段，控制的第四开关导通，第一开关、第二开关和第三开关关断；在第十时间段，控制的第一开关和第四开关导通，第二开关和第三开关关断。三开关关断。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振软开关逆变器及其多包络线临界电流控制方法


[0001]本公开涉及电力
，尤其涉及一种谐振软开关逆变器及其多包络线临界电流控制方法。

技术介绍

[0002]目前的谐振软开关逆变器通常采用传统的临界电流控制方法，然而传统控制方法的过零点处开关频率为0或在过零点处电感电流下降时间较长，导致电感电流存在畸变，总谐波失真过高，正负半周过渡存在明显波动，和输出电压平台等问题。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本公开的目的在于提出一种谐振软开关逆变器及其多包络线临界电流控制方法。
[0004]基于上述目的，第一方面，本公开提供了一种谐振软开关逆变器的多包络线临界电流控制方法，谐振软开关逆变器连接于直流侧电源和负载之间，包括：全桥电路，包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一开关与第三开关串联形成第一桥臂，第二开关与第四开关串联形成第二桥臂，第一桥臂和第二桥臂并联连接与直流侧电源的两端，第一开关和第二开关连接于直流侧电源的正极，第三开关和第四开关连接于直流侧电源的负极；谐振电感Ls，连接于全桥电路的交流侧，用于实现谐振软开关逆变器交流侧的高频谐振；
[0005]所述方法包括：
[0006]在第一时间段，控制全桥电路的第一开关和第四开关导通；
[0007]在第二时间段和第三时间段，控制全桥电路的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关均关断；
[0008]在第四时间段，控制全桥电路的第二开关和第三开关导通，第一开关和第四开关关断；
[0009]在第五时间段和第六时间段，控制全桥电路的第三开关导通，第一开关、第二开关和第四开关关断；
[0010]在第七时间段，控制全桥电路的第三开关和第四开关导通，第一开关和第二开关关断；
[0011]在第八时间段和第九时间段，控制全桥电路的第四开关导通，第一开关、第二开关和第三开关关断；
[0012]在第十时间段，控制全桥电路的第一开关和第四开关导通，第二开关和第三开关关断。
[0013]在一些实施例中，第一开关的两端并联有第一二极管和第一电容，第二开关的两端并联有第二二极管和第二电容，第三开关的两端并联第三二极管和第三电容，第四开关的两端并联有第四二极管和第四电容；
[0014]在第一时间段，第二电容和第三电容充电，谐振电感Ls的谐振电流iLs上升。
[0015]在一些实施例中，在第二时间段，第二二极管和第三二极管导通，第二电容和第三电容放电，第一电容和第四电容充电，谐振电感Ls的谐振电流iLs上升至第一电流值ip1。
[0016]在一些实施例中，在第三时间段，第二二极管和第三二极管导通，直流侧电源、第二二极管、谐振电感、滤波电路、负载和第三二极管形成回路。
[0017]在一些实施例中，在第四时间段，第二开关和第三开关零电压导通，谐振电感Ls的谐振电流iLs下降。
[0018]在一些实施例中，在第五时间段，第二开关零电流关断，第四二极管导通，第四电容放电，第二电容充电，谐振电感Ls的谐振电流iLs下降至第三电流值ip3。
[0019]在一些实施例中，在第六时间段，第四二极管导通，谐振电感Ls的谐振电流iLs反向上升。
[0020]在一些实施例中，在第七时间段，第四开关零电压导通，谐振电感Ls的谐振电流iLs反向上升。
[0021]在一些实施例中，在第八时间段，第一二极管导通，第一电容放电，第三电容充电，谐振电感Ls的谐振电流iLs反向上升至第二电流值ip2；在第九时间段，第一二极管导通；在第十时间段，第一开关零电压导通。
[0022]另一方面，本公开提供了一种谐振软开关逆变器，采用根据第一方面所述的方法进行控制。
[0023]从上面所述可以看出，本公开提供的谐振软开关逆变器及其多包络线临界电流控制方法，在多包络线临界电流控制模式下，通过谐振电感与开关管的输出电容谐振可实现开关管的零电压导通和零电流关断，四个开关管均处于高频工作状态。能够使得电感电流下降时间明显降低，缓解开关周期过大带来的过零点畸变等现象，降低输出电流谐波。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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公开的实施例，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。
[0025]图1为根据本公开实施例的谐振软开关逆变器的示意性主电路图。
[0026]图2为根据根据本公开实施例的不同临界电流模式的包络线示意图。
[0027]图3a
‑
图3j为根据本公开实施例的谐振软开关逆变器的工作过程示意图。
[0028]图4为根据本公开实施例的多包络线临界电流模式的谐振电感波形示意图。
[0029]图5为根据本公开实施例的三种临界电流模式下的谐振电感电流的下降时间曲线。
[0030]图6为根据本公开实施例的多包络线临界电流模式的波形示意图。
[0031]图7为根据本公开实施例的多包络线临界电流模式的开关管的波形示意图。
[0032]图8为根据本公开实施例的多包络线临界电流模式的开关管的波形示意图。
具体实施方式
[0033]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0034]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0035]当前可再生能源的广泛应用使得逆变器成为重要的能量变换装置。随着高功率密度、高效率需求的提高，软开关逆变技术成为研究热点之一。软开关逆变技术可以根据谐振和辅助环节在逆变器中位置的不同，可以分为直流谐振模式、谐振极模式、缓冲谐振电路和负载侧谐振模式。其中负载侧谐振逆变技术主要应用于小功率逆变器，可在不添加任何元器件的条件下，通过开关管的结电容与输出电感形成谐振电路，实现电感电流的双向流动从而形成零电压开关(Zero Voltage Switch,ZVS)，即临界电流模式(Boundary Current Mode,BCM)。而BCM可以根据包络线、调制策略、控制方式的不同分为多种控制模式。
[0036]目前传统的单极性恒定临界电流控制(Constant Boundary Current Mode,CBCM)逆变效率高且损耗较小，但由于过零点处开关频率为0，导致电感电流存在畸变，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振软开关逆变器的多包络线临界电流控制方法，其特征在于，谐振软开关逆变器连接于直流侧电源和负载之间，包括：全桥电路，包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一开关与第三开关串联形成第一桥臂，第二开关与第四开关串联形成第二桥臂，第一桥臂和第二桥臂并联连接与直流侧电源的两端，第一开关和第二开关连接于直流侧电源的正极，第三开关和第四开关连接于直流侧电源的负极；谐振电感Ls，连接于全桥电路的交流侧，用于实现谐振软开关逆变器交流侧的高频谐振；所述方法包括：在第一时间段，控制全桥电路的第一开关和第四开关导通；在第二时间段和第三时间段，控制全桥电路的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关均关断；在第四时间段，控制全桥电路的第二开关和第三开关导通，第一开关和第四开关关断；在第五时间段和第六时间段，控制全桥电路的第三开关导通，第一开关、第二开关和第四开关关断；在第七时间段，控制全桥电路的第三开关和第四开关导通，第一开关和第二开关关断；在第八时间段和第九时间段，控制全桥电路的第四开关导通，第一开关、第二开关和第三开关关断；在第十时间段，控制全桥电路的第一开关和第四开关导通，第二开关和第三开关关断。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一开关的两端并联有第一二极管和第一电容，第二开关的两端并联有第二二极管和第二电容，第三开关的两端并联第三二极管和第三电容，第四开关的两端并联有第四二极管和第四电容；在第一时间段，第二电容和第三电容充电，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雅静，位学聪，李建国，王久和，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：