【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，尤其涉及一种谐振直流环节软开关逆变电路及其调制方法。
技术介绍
1、近年来，电力电子技术快速发展，逆变器也被广泛地应用在新能源光伏并网、新能源汽车的电机驱动等领域。然而随着开关频率的增加，逆变器的损耗逐渐增大，同时电磁干扰问题突出。为了解决这一问题，专家学者进入了软开关技术，该技术可以有效降低开关管的开关损耗，提高逆变器的效率。目前，软开关逆变器的拓扑种类较多，谐振直流环节逆变器凭借拓扑结构简单，调制方便被广泛研究。
2、在现有的谐振直流环节逆变器中，有的谐振直流环节逆变器的辅助电路需要较多的有源开关管，这增加了系统的控制复杂度、成本以及损耗；有的谐振直流环节逆变器的辅助电路需要耦合电感或者变压器，这增加了辅助电路的设计难度；更有一部分谐振直流环节逆变器的辅助电路需要大容量的分裂电容作为辅助电源，这无疑增加了辅助电路的体积。
3、参考文献1：wang q,guo g,wang y,et al."an efficient three-phaseresonant dc-link inverter with low energy consumption,"in ieee transactionson power electronics,vol.36,no.1,pp.702-715,jan.2021,doi:10.1109/tpel.2020.3000572。
4、参考文献2：李思,杨明,马宇等。结构简单的并联谐振直流环节型逆变器及其调制策略研究[j].中国电机工程学报,202
技术实现思路
1、本专利技术就是针对上述问题，提供一种结构简单、应用价值高、性能好的谐振直流环节软开关逆变电路及其调制方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术谐振直流环节软开关逆变电路，包括两电平逆变电路和软开关辅助电路，其特征在于软开关辅助电路包括辅助开关管sl、辅助开关管sa1、辅助二极管dl、辅助二极管da1、辅助谐振电感la1、辅助谐振电感la2、辅助谐振电容cl和辅助谐振电容ca1；
3、两电平逆变电路包括电源e、开关管s1、开关管s2、开关管s3、开关管s4、开关管s5、开关管s6、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、二极管d5和二极管d6；
4、sa1的集电极分别与电源e正极、dl阴极、sl集电极、cl一端相连，cl另一端分别与sl发射极、dl阳极、ca1一端、la2一端、s1集电极、d1阴极、s3集电极、d3阴极、s5集电极、d5阴极相连，电源e负极分别与s2发射极、d2阳极、s4发射极、d4阳极、s6发射极、d6阳极连接，s2集电极分别与d2阴极、s1发射极、d1阳极相连，s4集电极分别与d4阴极、s3发射极、d3阳极相连，s6集电极分别与d6阴极、s5发射极、d5阳极相连；
5、sa1的发射极分别与la1一端、da1阳极相连，la1另一端与ca1另一端相连，da1阴极与la2另一端相连。
6、作为一种优选方案，本专利技术所述dl、da1、d1～d6为快速恢复二极管。
7、作为另一种优选方案，本专利技术所述sl、sa1、s1～s6为绝缘栅双极型晶体管。
8、一个开关周期内主开关管s1～s6需要动作六次，辅助电路也需要创造六个零电压凹槽来完成主开关管的软切换。每个零电压凹槽下，辅助电路的动作模式均相同，单个零电压凹槽的建立方法如下：稳态下sl导通，sa1提前开通，此时sl与sa1均为开通状态。然后sl与sa1同时关断，此时，辅助电路的la1、la2与ca1谐振，cl在负载电流的影响下开始充电，cl充电至e时，母线电压udc-link为0。主开关管在零电压凹槽(udc-link持续为0)期间完全开关切换。当电感la1电流ila1为0时，sa1再次开通。当sl的电压usl(usl即电容cl两端的电压ucl)下降到0时，sl开通。
9、本专利技术谐振直流环节软开关逆变电路调制方法，包括以下模式：
10、模式0：t0时刻之前，逆变器处于稳定工作状态。
11、模式1[t0-t1]：t0时刻，开通辅助开关管sa1。谐振电感la1开始与谐振电容ca1进行谐振。电容ca1电压开始谐振下降，电感la1电流开始谐振上升。由于电感la1与辅助开关管sa1串联，因此sa1可以实现准零电流(zcs)开通。直到电感la1电流上升至负载电流io，模式1结束。
12、模式2[t1-t2]：t1时刻，二极管dl导通。电感la1与电容ca1继续进行谐振。二极管dl导通。电感la1电流先谐振上升，之后谐振下降。电容ca1电压持续谐振下降。直到电感la1电流下降到io时，该模式结束。
13、模式3[t2-t3]：t2时刻，二极管dl关断。电感la1与电容ca1继续进行谐振。电感la1电流谐振下降，电容ca1电压反向谐振上升。直到电感la1电流下降到0时，该模式结束。
14、模式4[t3-t4]：t3时刻，流过sa1的电流为0。在该模式中，电容ca1与电感la1、la2进行谐振。电容ca1电压谐振上升，电感la1电流谐振下降，电感la2电流谐振上升。
15、模式5[t4-t5]：t4时刻，同时关断辅助开关管sl、sa1。由于流过sa1的电流为0，因此sa1可以实现zcs关断。由于电容cl与sl并联，因此sl可以实现准零电压(zvs)关断。在该模式中，谐振电容ca1与谐振电感la1、谐振电感la2进行谐振，负载电流io对电容cl进行充电。电感la1电流反向谐振上升，电感la2电流谐振上升，电容ca1电压谐振上升，电容cl电压线性上升。直到电容cl电压上升到电源e电压时，该模式结束。
16、模式6[t5-t6]：t5时刻，负载电流io通过等效反并联二极管dinv(d1～d6等效为等效二极管dinv)续流。谐振电容ca1与谐振电感la1、谐振电感la2继续进行谐振。直到电感la1、la2电流为0时，该模式结束。
17、模式7[t6-t7]：t6时刻，辅助谐振电路停止工作。在该模式期间，母线电压(母线电压即图2中的udc-link)保持0不变。因此在该模式中可以进行主开关管的动作。此时主开关可以实现zvs关断和zvs开通。
18、模式8[t7-t8]：t7时刻，开通辅助开关管sa1，进入模式8。在该模式中，电感la1与电容ca1进行谐振，电源e持续为电感la2提供能量。电感la1电流谐振上升，电容ca1电压谐振下降，电感la2电流线性上升。直到流过辅助开关管sa1的电流等于io时，该模式结束。
19、模式9[t8-t9]：在t8时刻之后，流过辅助开关管sa1的电流大于io。在该模式中，电容cl与电容ca1、电感la1、电感la2发生谐振。电感la1、la2电流谐振上升，电容cl、ca本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种谐振直流环节软开关逆变电路，包括两电平逆变电路和软开关辅助电路，其特征在于软开关辅助电路包括辅助开关管SL、辅助开关管Sa1、辅助二极管DL、辅助二极管Da1、辅助谐振电感La1、辅助谐振电感La2、辅助谐振电容CL和辅助谐振电容Ca1；
2.根据权利要求1所述一种谐振直流环节软开关逆变电路，其特征在于所述DL、Da1、D1～D6为快速恢复二极管。
3.根据权利要求1所述一种谐振直流环节软开关逆变电路，其特征在于所述SL、Sa1、S1～S6为绝缘栅双极型晶体管。
4.一种谐振直流环节软开关逆变电路调制方法，其特征在于包括以下模式：
【技术特征摘要】
1.一种谐振直流环节软开关逆变电路，包括两电平逆变电路和软开关辅助电路，其特征在于软开关辅助电路包括辅助开关管sl、辅助开关管sa1、辅助二极管dl、辅助二极管da1、辅助谐振电感la1、辅助谐振电感la2、辅助谐振电容cl和辅助谐振电容ca1；
2.根据权利要求1所述一种谐振...
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