[发明专利]一种光耦隔离车载电源逆变器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光耦隔离车载电源逆变器的控制方法，属于直流/交流(DC/AC)电能转换装置。

背景技术

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。

中国国家知识产权局，申请号为：201310020215.5，专利名称为“单级双向升降压逆变器”的专利文件，公开了一种输入滤波单元为单个滤波电感的单级双向升降压逆变器，该逆变器有效解决了传统逆变器采用无源元件来实现升压产生的一些问题。

但是该专利公开的单级双向升降压逆变器仍存在以下问题：

（1）升压能力有限，即升压比低，有些应用场合需要电路具有很高的升压比，而只有一个电感的电路在实现高的升压比时，需要开关管驱动信号的占空比很大，会恶化二极管反向恢复带来的问题，增加了开关损耗。

（2）过高的占空比，会加大电感的纹波，降低系统效率。

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。

目前，车载电源的输出均是固定输出，这样可调节的范围小，容错率低，会造成车载电源的使用寿命降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种光耦隔离车载电源逆变器的控制方法，解决了现有技术中车载电源功率切换不平滑的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种光耦隔离车载电源逆变器的控制方法，所述逆变器包括逆变桥、电感、开关单元、输出滤波单元；所述逆变桥包括第一桥臂、第二桥臂；所述开关单元包括第一开关单元、第二开关单元；所述开关单元包括第一至第四开关管，逆变桥包括第五至第八开关管，电源与逆变桥之间还包括第九开关管，所述开关管的控制端连接光耦隔离电路，包括如下步骤：

步骤1、预先设定第九开关管的导通占空比；

步骤2、判断逆变桥输出的交流电压极性，如果极性为正，执行步骤3，如果极性为负，执行步骤4；

步骤3、控制第二开关管、第四开关管为常通状态，控制第一开关管、第三开关管互补导通，第一开关管、第三开关管导通之间设置死区；

步骤4、控制第一开关管、第三开关管为常通状态，控制第二开关管、第四开关管互补导通，第二开关管、第四开关管导通之间设置死区；

步骤5、在一个周期内，根据预先设定的导通占空比控制第九开关管的导通；

步骤6、控制光耦隔离电路的第二输入端的时序与第九开关管的时序同步，输入信号为第九开关管的控制信号的反向信号；

步骤7、重复执行步骤2至步骤6。