[发明专利]一种单级升压逆变器的混合六段直通调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及单级升压逆变器的调制方法，尤其涉及一种单级升压逆变器的混合六段直通调制方法。

背景技术

近年来提出的单级升压逆变器，在逆变器前加入阻抗源网络，能够在不增加有源器件的同时实现单级升压，如Z源逆变器、准Z源逆变器等。如图1所示的准Z源逆变器，除了与传统的电压源逆变器一样具有8个开关状态外，还增加了一种额外的开关状态，即逆变器同一桥臂上下管同时导通，称为“直通零矢量”。这一类的拓扑，利用直通零矢量实现升压，它们能够使用相同的调制方法。传统六段直通调制在一个开关周期内，将直通平均分为六份，并且不增加额外的开关次数，这种六段直通调制具有更高的直通频率，电感电流纹波及电容电压纹波小。但传统的六段直通调制存在对零矢量利用不充分的问题，无法对逆变器体积及开关器件电压应力更进一步减小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种单级升压逆变器的混合六段直通调制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种单级升压逆变器的混合六段直通调制方法，采用以下第一至第四直通插入方式混合调制：

第一直通插入方式：六段直通全部压缩“000”矢量；直通插入前逆变器同一桥臂上下开关管驱动波形互补；将逆变器上桥臂的三个开关驱动占空比排序，最大占空比增加六段直通宽度，次大占空比增加四段直通宽度，最小占空比增加两段直通宽度；将逆变器下桥臂的三个开关管驱动占空比排序，最小占空比减小四段直通宽度，次小占空比减小两段直通宽度，最大占空比宽度不变；

第二直通插入方式：六段直通全部压缩“111”矢量；直通插入前逆变器同一桥臂上下开关管驱动波形互补；将逆变器上桥臂的三个开关驱动占空比排序，最大占空比宽度不变，次大占空比减小两段直通宽度，最小占空比减小四段直通宽度；将逆变器下桥臂的三个开关管驱动占空比排序，最小占空比增加两段直通宽度，次小占空比增加四段直通宽度，最大占空比增加六段直通宽度；

第三直通插入方式：四段直通压缩“000”矢量，两段直通压缩“111”矢量；直通插入前逆变器同一桥臂上下开关管驱动波形互补；将逆变器上桥臂的三个开关驱动占空比排序，最大占空比增加四段直通宽度，次大占空比增加两段直通宽度，最小占空比宽度不变；将逆变器下桥臂的三个开关管驱动占空比排序，最小占空比减小两段直通宽度，次小占空比(S_bn)宽度不变，最大占空比增加两段直通宽度；

第四直通插入方式：四段直通压缩“111”矢量，两段直通压缩“000”矢量；直通插入前逆变器同一桥臂上下开关管驱动波形互补。将逆变器上桥臂的三个开关驱动占空比排序，最大占空比增加两段直通宽度，次大占空比宽度不变，最小占空比减小两段直通宽度；将逆变器下桥臂的三个开关管驱动占空比排序，最小占空比宽度不变，次小占空比增加两段直通宽度，最大占空比增加四段直通宽度。

本发明还公开了另一种单级升压逆变器的混合六段直通调制方法，采用以下第三至第四直通插入方式混合调制：

第三直通插入方式：四段直通压缩“000”矢量，两段直通压缩“111”矢量；直通插入前逆变器同一桥臂上下开关管驱动波形互补；将逆变器上桥臂的三个开关驱动占空比排序，最大占空比增加四段直通宽度，次大占空比增加两段直通宽度，最小占空比宽度不变；将逆变器下桥臂的三个开关管驱动占空比排序，最小占空比减小两段直通宽度，次小占空比(S_bn)宽度不变，最大占空比增加两段直通宽度；

第四直通插入方式：四段直通压缩“111”矢量，两段直通压缩“000”矢量；直通插入前逆变器同一桥臂上下开关管驱动波形互补。将逆变器上桥臂的三个开关驱动占空比排序，最大占空比增加两段直通宽度，次大占空比宽度不变，最小占空比减小两段直通宽度；将逆变器下桥臂的三个开关管驱动占空比排序，最小占空比宽度不变，次小占空比增加两段直通宽度，最大占空比增加四段直通宽度。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.不增加额外开关次数，插入六段均匀直通，具有较高的系统效率及较低的输出电压总谐波；

2.与传统六段直通调制相比，在相同的输出电压增益条件下，本发明能够减小无源网络及桥臂开关管电压应力，减小桥臂开关管开关损耗及直通状态下的导通损耗。同时能减小电感电流纹波，即减小了无源网络的电感体积。

附图说明

图1是准Z源逆变器拓扑图；

图2(a)、(b)、(c)、(d)分别是本发明中第一至第四直通插入方式驱动的示意图；