[发明专利]一种隔离型全桥逆变器及其控制方法

权利要求书

1.一种隔离型全桥逆变器，包括直流电源(V_i)、输入电容(1)、高频逆变桥(2)、隔离变压器(3)、整流电路(4)、滤波电路(5)、极性反转逆变桥(6)及负载(7)，其中高频逆变桥(2)包括四个主开关管，第一主开关管的集电极和第三主开关管的集电极相连接构成高频逆变桥(2)的正输入端，第一主开关管的发射极与第二主开关管的集电极相连接构成高频逆变桥(2)的正输出端，第二主开关管的发射极和第四主开关管的发射极相连接构成高频逆变桥(2)的负输入端，第四主开关管的集电极和第三主开关管的发射极相连接构成高频逆变桥(2)的负输出端；高频逆变桥(2)的正输出端接隔离变压器(3)原边绕组的同名端，高频逆变桥(2)的负输出端接隔离变压器(3)原边绕组的异名端；高频逆变桥(2)的负输入端、输入电容(1)的输出端和直流电源(V_i)的负极相连接；直流电源(V_i)的正极接输入电容(1)的输入端；整流电路(4)包括四个二极管，第一整流二极管的阳极、第二整流二极管的阴极和隔离变压器(3)副边绕组的同名端相连接，隔离变压器(3)副边绕组的异名端、第三整流二极管的阳极和第四整流二极管的阴极相连接，第一整流二极管和第三整流二极管的阴极连接构成整流电路(4)的正输出端，第二整流二极管和第四整流二极管的阳极连接构成整流电路(4)的负输出端；极性反转逆变桥(6)包括四个开关管，滤波电感的一端接整流电路(4)的正输出端，滤波电感的另一端、滤波电容的输入端、第一开关管的集电极和第三开关管的集电极相连接，滤波电容的输出端、整流电路(4)的负输出端、第二开关管的发射极和第四开关管的发射极相连接，第一开关管的发射极和第二开关管的集电极相连构成极性反转逆变桥(6)的正输出端，第三开关管的发射极和第四开关管的集电极相连构成极性反转逆变桥(6)的负输出端，极性反转逆变桥(6)的正输出端接负载(7)的一端，极性反转逆变桥(6)的负输出端接负载(7)的另一端，其特征在于：

还包括由辅助电感(8)、辅助开关管(9)、辅助二极管(10)、辅助电容(11)构成的辅助电路；其中辅助开关管(9)包括两个开关管，辅助二极管(10)包括两个二极管，辅助电感(8)的一端、第一辅助二极管的阳极和直流电源(V_i)的正极相连接，辅助电感(8)的另一端、第一辅助开关管的集电极和第二辅助二极管的阳极相连接，第二辅助二极管的阴极、辅助电容(11)的输入端和第二辅助开关管的集电极相连接，第一辅助开关管的发射极、辅助电容(11)的输出端和直流电源(V_i)的负极相连接，第二辅助开关管的发射极、第一辅助二极管的阴极和高频逆变桥(2)的正输入端相连接。

2.一种根据权利要求1所述的隔离型全桥逆变器的控制方法，其特征在于，该逆变器的控制方法包括以下步骤：

步骤A，检测辅助电感电流信号，辅助电容电压信号，负载电压信号；

步骤B，将步骤A得到的辅助电感电流信号经过低通滤波器，获得其低频分量；

步骤C，计算辅助电感电流参考信号与辅助电感电流低频分量的差值；

步骤D，将步骤A得到的辅助电容电压信号经过低通滤波器，获得其直流分量；

步骤E，计算辅助电容电压参考信号与辅助电容电压直流分量的差值，将得到的电压差值用PI控制器进行调节，获得辅助电容电压扰动信号；

步骤F，将步骤C得到的电流差值用P控制器进行调节，然后加入步骤E得到的辅助电容电压扰动信号，获得第一调制波信号；

步骤G，将步骤A得到的辅助电容电压信号、负载电压信号分别输入传统调制波电路，获得第二调制波信号；

步骤H，将步骤G得到的第二调制波信号输入直流量调制波电路，获得第三调制波信号；

步骤I，将步骤A得到的辅助电容电压信号和步骤G得到的第二调制波信号分别输入辅助调制波电路，获得第四调制波信号；

步骤J，将步骤F得到的第一调制波信号，步骤G得到的第二调制波信号，步骤H得到的第三调制波信号，和步骤I得到的第四调制波信号分别输入PWM控制电路，获得第一、第二、第三、第四逻辑信号；

步骤K，计算模式分界点参考信号与步骤G得到的第二调制波信号的差值；

步骤L，将步骤K得到的差值输入过零比较器，获得第五逻辑信号；

步骤M，将步骤A得到的负载电压信号输入过零比较器，获得第六逻辑信号；

步骤N，将步骤J得到的第一逻辑信号和步骤L得到的第五逻辑信号分别输入逻辑电路，在逻辑电路中第一逻辑信号和第五逻辑信号接入逻辑与门得到第一辅助开关管的PWM控制信号；

将步骤J得到的第三、第四逻辑信号和步骤L得到的第五逻辑信号分别输入逻辑电路，在逻辑电路中第五逻辑信号先经过逻辑非门后，和第四逻辑信号一起接入逻辑与门，同时第三逻辑信号先经过逻辑非门后，再和逻辑与门得到的信号一同接入逻辑与门得到第二辅助开关管的PWM控制信号；

将步骤J得到的第二、第四逻辑信号和步骤L得到的第五逻辑信号分别输入逻辑电路，在逻辑电路中第五逻辑信号先经过逻辑非门后，和第四逻辑信号接入逻辑与门，同时第二逻辑信号和第五逻辑信号接入逻辑与门后，再将逻辑与门得到的信号一同接入逻辑或门得到高频逆变桥主开关管的PWM控制信号；

将步骤M得到的第六逻辑信号输入逻辑电路，在逻辑电路中先经过逻辑非门得到第二、第三开关管的PWM控制信号后，再经过逻辑非门得到第一、第四开关管的PWM控制信号；

步骤O，将步骤N得到的高频逆变桥主开关管的PWM控制信号输入分频电路，分别获得第一、第四主开关的PWM控制信号和第二、第三主开关的PWM控制信号；

步骤P，分别将步骤N得到的第一、第二辅助开关管的PWM控制信号，第一、第二、第三和第四开关管的PWM控制信号，步骤O得到的第一、第二、第三和第四主开关管的PWM控制信号输入驱动电路得到两个辅助开关管、极性反转逆变桥四个开关管和高频逆变桥四个主开关管的驱动信号，控制隔离型全桥逆变器。