[发明专利]变流器及其控制方法和带电池逆变的变流器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变流器及其控制方法和带电池逆变的变流器及其控制方法。

背景技术

当前输入输出共地的AC/AC变流器主要通过一级双BOOST PFC电路（或桥式电路）产生正、负电压，然后通过一级两电平逆变电路或三电平逆变电路产生符合标准要求的正弦电压源，如附图1、2所示。图1为现有技术中双BOOST双+半桥逆变的AC/AC变流器，PFC部分需要两个功率电感L11、L12和两组母线电容C11、C12，器件利用率低，逆变部分采用半桥逆变拓扑，输出谐波大，需要更大的滤波电容C13和功率电感L13，效率低；图2为现有技术中双BOOST双+全桥逆变的AC/AC变流器，PFC部分需要两个功率电感L21、L22和两组母线电容C21、C22，器件利用率低，逆变部分采用三电平逆变拓扑，三电平逆变拓扑包括四个开关器件K23~K26、滤波电感L23、滤波电容C23，开关器件多、成本高。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种适合宽电压范围输入的变流器，该变流器开关器件少，成本低，且控制简单。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种变流器，包括控制模块、无桥PFC模块、切换桥臂模块、母线电容模块和逆变模块，所述控制模块分别接至所述无桥PFC模块、切换桥臂模块和逆变模块，所述无桥PFC模块经所述切换桥臂模块、母线电容模块与所述逆变模块连接；所述无桥PFC模块包括一第一开关器件（S1）；所述切换桥臂模块包括串联连接的第二开关器件（S2）和第三开关器件（S3）；所述母线电容模块为一第一电容（C1）；所述无桥PFC模块的第一输出端与所述第二开关器件（S2）的一端、所述第一电容（C1）的阳极及所述逆变模块的第一输入端连接，所述无桥PFC模块的第二输出端与所述第三开关器件（S3）的一端、所述第一电容（C1）的阴极及所述逆变模块的第二输入端连接；所述第一开关器件（S1）与所述第二开关器件（S2）和第三开关器件（S3）的连接点相连接至地端。

在本发明实施例中，所述的无桥PFC模块还包括第一电感（L1）、第一二极管（D1）和第二二极管（D2）；所述第一电感（L1）的一端作为所述无桥PFC模块的第一输入端与交流输入电源的一端（L）连接，所述第一电感（L1）的另一端与第一二极管（D1）的阳极、第一开关器件（S1）的一端和第二二极管（D2）的阴极相连；所述第一二极管（D1）的阴极作为所述无桥PFC模块的第一输出端，所述第二二极管（D2）的阳极作为所述无桥PFC模块的第二输出端；所述第一开关器件（S1）的另一端与交流输入电源的另一端（N）及所述第二开关器件（S2）的另一端连接至地端，所述第一开关器件（S1）的控制端接至所述控制模块。

在本发明实施例中，所述逆变模块包括第四开关器件（S4）、第五开关器件（S5）、第二电感（L2）和第二电容（C2）；所述第四开关器件（S4）的一端作为所述逆变模块的第一输入端，所述第五开关器件（S5）的一端作为所述逆变模块的第二输入端，所述第四开关器件（S4）的另一端分别接至所述第二电感（L2）的一端及所述第五开关器件（S5）的另一端；所述第二电感（L2）的另一端接至所述第二电容（C2）的一端，所述第二电容（C2）的另一端接至地端；所述第四开关器件（S4）、第五开关器件（S5）的控制端分别接至所述控制模块。

本发明的第二目的在于提供其中一种基于上述变流器的控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种变流器的控制方法，其控制过程如下：

（1）在交流输入电压信号的正半周期内，控制第二开关器件（S2）保持关断状态，第三开关器件（S3）保持导通状态；

控制第一开关器件（S1）导通，使所述无桥PFC模块中的第一电感（L1）储存电能；以及，控制所述第一开关管器件（S1）关断，使所述第一电感（L1）经所述第一二极管（D1）、第一电容（C1）、第三开关器件（S3）、交流输入电源组成回路放电，并给所述第一电容（C1）储存电能；

（2）在交流输入电压信号的负半周期内，控制第二开关器件（S2）保持导通状态，第三开关器件（S3）保持关断状态；

控制第一开关器件（S1）导通，使所述无桥PFC模块中的第一电感（L1）储存电能；以及，控制所述第一开关管器件（S1）关断，使所述第一电感（L1）经交流输入电源、所述第二开关器件（S2）、第一电容（C1）、第二二极管（D2）组成回路放电，并给所述第一电容（C1）储存电能。

本发明的第三目的在于提供另一种基于上述变流器的控制方法。