[发明专利]一种零输入纹波逆变器及其控制方法

权利要求书

1.一种零输入纹波逆变器，包括直流电源(V_in)、输入电容(1)、隔离变压器(2)、原边开关管(3)、截止二极管(4)、滤波电容(5)、极性反转逆变桥(6)、输出滤波电路(7)及电网(8)，其中直流电源(V_in)的正极接输入电容(1)的一端，直流电源的负极分别接输入电容(1)的另一端和原边开关管(3)的发射极，原边开关管(3)的集电极接隔离变压器(2)的原边绕组异名端，极性反转逆变桥(6)包括两个晶闸管和两个开关管，第一晶闸管的阳极和第二晶闸管的阳极相连构成极性反转逆变桥(6)的正输入端，第一开关管的发射极和第二开关管的发射极相连构成极性反转逆变桥(6)的负输入端，第一晶闸管的阴极和第一开关管的集电极相连构成极性反转逆变桥(6)的正输出端，第二晶闸管的阴极和第二开关管的集电极相连构成极性反转逆变桥(6)的负输出端，隔离变压器(2)副边绕组的非同名端和截止二极管(4)的阳极相连接，隔离变压器(2)副边绕组的同名端、滤波电容(5)的一端和极性反转逆变桥(6)的负输入端相连接，截止二极管(4)的阴极、滤波电容(5)的另一端和极性反转逆变桥(6)的正输入端相连接，输出滤波电路(7)包括一个输出滤波电感和一个输出滤波电容，输出滤波电感的一端、输出滤波电容的一端和极性反转逆变桥(6)的正输出端相连接，输出滤波电感的另一端和电网(8)的一端相连接，电网(8)的另一端、输出滤波电容的另一端和极性反转逆变桥(6)的负输出端相连接，其特征在于：

还包括隔离变压器(2)辅助绕组和解耦电路(9)，其中解耦电路(9)包括解耦电感、解耦电容、两个解耦二极管和两个解耦开关管，第一解耦开关管的集电极、第一解耦二极管的阳极和直流电源(V_in)的正极相连接，第一解耦二极管的阴极和隔离变压器(2)原边绕组的同名端相连接，第一解耦开关管的发射极、第二解耦二极管的阴极和解耦电感的一端相连接，直流电源的负极、解耦电感的另一端、解耦电容的一端和隔离变压器(2)辅助绕组的同名端相连接，隔离变压器(2)辅助绕组的异名端和第二解耦开关管的集电极相连接，第二解耦开关管的发射极、解耦电容的另一端和第二解耦二极管的阳极相连接。

2.如权利要求1所述的零输入纹波逆变器，其特征在于，该逆变器的控制方法包括以下步骤：

步骤A，检测电网电压信号，输入电压信号，输入电流信号，解耦电容电压信号；

步骤B，将步骤A得到的电网电压信号输入PLL模块，获得与电网电压同频同相的单位正弦波信号；

步骤C，将步骤A得到的输入电压信号和输入电流信号接入MPPT模块，获得最大直流输入功率；

步骤D，将步骤A得到的解耦电容电压信号经过低通滤波器，获得其直流分量；

步骤E，计算解耦电容电压参考信号与解耦电容电压直流分量的差值；

步骤F，将步骤A得到的解耦电容电压信号、步骤B得到的单位正弦波信号、步骤C得到的最大直流输入功率一同输入基准生成模块得到原边电流基准和输入电流基准；

步骤G，将步骤E得到的电压差值经过PI调节器后，加在原边电流基准上，获得实际原边电流基准；

步骤H，将步骤F得到的输入电流基准和步骤G得到的实际原边电流基准接入调制波生成模块，获得第一、第二、第三、第四、第五调制波信号；

步骤I，将步骤H得到的第一、第二、第三、第四、第五调制波信号与步骤A得到的电网电压信号分别接入比较器，其中电网电压信号和第一调制波信号与零电平作比较，第二、第三、第四、第五调制波信号与载波作比较，分别获得第六、第一、第二、第三、第四、第五逻辑信号；

步骤J，将前述第六逻辑信号输入逻辑电路，在逻辑电路中第六逻辑信号先直接输出得到极性反转逆变桥的第一晶闸管和第二开关管的控制信号，再经过逻辑非门得到极性反转逆变桥的第二晶闸管和第一开关管的控制信号；

将前述第一、第二、第四逻辑信号分别输入逻辑电路，在逻辑电路中第一逻辑信号接入逻辑非门后，和第四逻辑信号一同接入逻辑与门，同时第一和第二逻辑信号接入逻辑与门，再将逻辑与门得到的信号一同接入逻辑或门，获得原边开关管的控制信号；

将前述第一、第二、第三逻辑信号分别输入逻辑电路，在逻辑电路中第一和第二逻辑信号接入逻辑与门后，再接入逻辑非门，同时第一、第三逻辑信号一同接入逻辑与门，然后将获得的信号一同接入逻辑与门，获得第一解耦开关管的控制信号；

将前述第一、第四、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接入逻辑非门，和第四逻辑信号一同接入逻辑与门后，再经过逻辑非门，同时将第一逻辑信号经过逻辑非门后和第五逻辑信号一同接入逻辑与门，然后将获得的信号一同接入逻辑与门，获得第二解耦开关管的控制信号。