[发明专利]逆变器的控制型软开关技术

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子变换器领域，具体来说是逆变器的软开关技术，尤其属于小功率逆变器的技术领域。

背景技术

为了追求更高的功率密度、更好的动态特性，变换器的工作频率不断提高。然而提高开关频率不仅会增加开关损耗而且还可能带来更严重的电磁兼容噪声。要更好解决这些问题，必须采用软开关技术。国内外学者提出了多种逆变器的软开关技术，这些技术大体可以分无源软开关技术和有源软开关技术两类。无源软开关技术只用无源器件实现开关器件的零电压或零电流开关，比较依赖于负载情况，如在轻载时无法实现ZVS或ZCS。有源软开关技术在全负载范围均能实现软开关条件，但是通常基于一些特定的拓扑，需要额外的辅助谐振单元、器件以及复杂的控制策略来实现，导致整个逆变器体积和成本的增加，控制复杂、可靠性降低。由于系统成本和体积的限制，这些软开关技术不适合用于小功率、低成本的应用场合，如微型逆变器。针对成本和效率要求高的小功率应用场合，本发明提出一种适用于小功率逆变器的控制型软开关技术，这种软开关技术不需要任何额外的无源或有源辅助器件，在传统的逆变桥式拓扑上只需通过控制方式使得输出电感和开关器件上的结电容产生谐振，营造零电压开通条件，具有效率高、无源元件体积小、成本低等优点

发明内容

发明提出一种逆变器的控制型软开关技术，其内容包括本发明的控制型软开关技术的工作原理，电感电流的调制方式，以及实现该技术的控制电路和控制方法。为了叙述方便，以下结合附图1～附图7说明本发明的技术方案。

本发明的控制型软开关技术的工作原理为：基于附图1所示的是单相全桥逆变器，其中一桥臂高频工作，另一桥臂以工频切换工作，即第一开关管Q₁和第二开关管Q₂以高频开关动作，第三开关管Q₃和第四开关管Q₄以工频切换工作。为了使开关器件达到零电压开通的条件，必须控制电感电流在一个开关周期内反向，通过反向的电流给开关管的结电容充放电。其电感电流在一个开关周期内的波形如附图2所示。

基于上述的控制型软开关技术工作原理的电流调制方法为：在满足最小反向电流的情况下，电感电流可能存在如附图3所示的三种电流调制方式，第一种调制方式为零界连续模式(BCM，Boundary Conduction Mode)，反向电流为固定值Bo，(Bo>I_{min-minus-peak})，如附图3(a)所示。假设注入电网的峰值参考电流为i_ref，则电感上正负峰值的调制电流如式(1.1)、(1.2)表示。

i+peak=2irefsinωt+Boi-peak=-Boifirefsin(ωt)≥0---(1.1)]]>