[发明专利]辅助谐振变换极T型三电平软开关逆变电路及调制方法

权利要求书

1.一种辅助谐振变换极T型三电平软开关逆变电路，其特征在于：包括T型主逆变电路、辅助谐振换流电路、滤波电路和负载R；

所述的T型主逆变电路包括直流正母线P、直流负母线N、直流母线中点O，四个带反并联二极管的开关管和两个相同的支撑电容；四个带反并联二极管的开关管分别记为开关管S₁、开关管S₂、开关管S₃和开关管S₄，四个反并联二极管分别记为二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄，两个支撑电容分别记为支撑电容C₁和支撑电容C₂，其中，直流母线电压为V_dc,支撑电容C₁连接在直流正母线P与直流母线中点O之间，支撑电容C₂连接在直流母线中点O与直流负母线N之间；开关管S₁的输入端接直流正母线P，开关管S₁的输出端接开关管S₄的输入端，开关管S₄的输出端接直流负母线N；开关管S₃的输入端接开关管S₁的输出端，开关管S₃的输出端接开关管S₂的输出端，开关管S₂的输入端接直流母线中点O；

所述辅助谐振换流电路包括两个带反并联二极管的辅助开关管、四个谐振电容和一个谐振电感L_r,两个带反并联二极管的辅助开关管分别记为辅助开关管S_a1和辅助开关管S_a2，两个反并联二极管分别记为辅助二极管D_a1和辅助二极管D_a2，四个谐振电容分别记为谐振电容C_r1、谐振电容C_r2、谐振电容C_r3、谐振电容C_r4，其中，辅助开关管S_a1的输出端接辅助开关管S_a2的输出端，辅助开关管S_a2的输入端接谐振电感L_r的输出端，谐振电感L_r的输入端接T型主逆变电路的开关管S₁的输出端；谐振电容C_r1与T型主逆变电路的开关管S₁并联，谐振电容C_r2与T型主逆变电路的开关管S₂并联，谐振电容C_r3与T型主逆变电路的开关管S₃并联，谐振电容C_r4与T型主逆变电路的开关管S₄并联；

所述滤波电路为LC滤波电路，由滤波电感L和滤波电容C串联而成，其中，滤波电感L的输入端接T型主逆变电路的开关管S₁的输出端，滤波电感L的输出端接滤波电容C的输入端，滤波电容C的输出端接直流母线中点O；

辅助谐振换流电路的谐振电感L_r、辅助开关管S_a2和辅助开关管S_a1顺序串联后，再与LC滤波电路中滤波电感L并联，其中，谐振电感L_r的输入端接滤波电感L的输入端，辅助开关管S_a1的输入端接滤波电感L的输出端，滤波电容C与负载R并联。

2.根据权利要求1所述的一种辅助谐振变换极T型三电平软开关逆变电路的调制方法，其特征在于，辅助谐振变换极T型三电平软开关逆变电路中的开关管采用以下方式工作：

(1)T型主逆变电路中的四个开关管按照以下方式工作：

当开关管S₁、开关管S₂处于导通状态，开关管S₃、开关管S₄处于关断状态时，桥臂侧输出正电平；

当开关管S₂、开关管S₃处于导通状态，开关管S₁、开关管S₄处于关断状态时，桥臂侧输出零电平；

当开关管S₃、开关管S₄处于导通状态，开关管S₁、开关管S₂处于关断状态时，桥臂侧输出负电平；

当桥臂侧输出在零电平和正电平之间转换时，开关管S₁和开关管S₃按照正弦脉宽调制互补导通，开关管S₁的开通时刻比开关管S₃的关断时刻延时一个死区时间td,开关S₃的开通时刻比开关管S₁的关断时刻延时一个死区时间td；

当桥臂侧输出在零电平和负电平之间转换时，开关管S₂和开关管S₄按照正弦脉宽调制互补导通，开关管S₄的开通时刻比开关管S₂的关断时刻延时一个死区时间td,开关S₂的开通时刻比开关管S₄的关断时刻延时一个死区时间td；

(2)辅助谐振换流电路中的两个辅助开关管按照以下方式工作：

记滤波电容C上电压为滤波电容电压V_o，记滤波电感L上电流为滤波电感电流I_L；

在滤波电容电压V_o为正、滤波电感电流I_L为正、桥臂侧输出在零电平和正电平之间转换时，辅助开关管S_a1的开通时刻比开关管S₃的关断时刻提前，提前时间为td1,辅助开关管S_a1的关断时刻比开关管S₁的开通时刻延时，延时时间为td2，辅助开关管S_a2恒关断；

在滤波电容电压V_o为负、滤波电感电流I_L为负、桥臂侧输出在零电平和负电平之间转换时，辅助开关管S_a2的开通时刻比开关管S₂的关断时刻提前，提前时间为td1,辅助开关管S_a2的关断时刻比开关管S₄的开通时刻延时，延时时间为td2，辅助开关管S_a1恒关断；

所述提前时间td1和延时时间td2分别满足以下条件：

其中，L_r是谐振电感值，V_dc是直流母线电压，i_ch是谐振电感L_r处最大充电电流值，记为充电电流i_ch。