[发明专利]一种变换器及其调制方法

说明书

本发明公开了一种变换器及其调制方法，属于电力电子变换器技术领域。其中变换器的直流侧一端与电感L_in的一端连接，电感L_in的另一端与功率开关管S₁的端子1和开关器件的导通端相连，开关器件的截止端分别连接功率开关管S₂和S₄端子1以及电容C₁的一端，电容C₁的另一端分别连接功率开关管S₃和S₅端子2，变换器直流侧的另一端、功率开关管S₁和S₂端子2、功率开关管S₃端子1和交流侧的一端均接地，功率开关管S₅端子1与功率开关管S₄端子2相连于交流侧的另一端。另外还提出了相应调制方法，以及双向变换器及其对应调制方法。针对传统升压逆变器存在高频漏电流的问题，本发明集成度高，体积小，能够有效解决高频漏电流问题。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，更具体地说，涉及一种变换器及其调制方法。

背景技术

随着世界经济的发展，大量不可再生化石能源被急剧的消耗，从而引起了能源危机、环境污染等问题。电动汽车作为一种首先发展起来的新能源汽车，可缓解上述技术问题，但蓄电池是制约其发展的关键因素，作为蓄电池充电系统之一的车载型充电系统，一般含有2个级联工作的变流器，一个双向整流器用于给蓄电池充电，一个逆变器用于驱动电机，而且变流器中一般会含有大电感和大电容。这种结构无疑增加了电动汽车的重量和成本，占用了电动汽车内有限的空间。为此，在保证电动汽车蓄电池充电特性良好的基础上，国外一些学者提出研究电动汽车驱动系统与蓄电池充电一体化混合拓扑结构，即将牵引驱动系统的硬件结构重构成蓄电池充电装置，通过优化拓扑及控制策略控制变流器分别完成整流、逆变、功率因数校正，从而实现电机驱动、高功率因数充电、谐波治理等功能，希望提高车载型充电系统在充电质量、重量和成本上的优势。

分布式光伏发电系统是应对能源危机，实现清洁、环保及低碳经济的有效方法，然而系统中光伏电池板的输出电压普遍较低，现有技术中常采用的解决方案是在低压可再生能源并网发电系统中采用两级式变换器，即在传统的逆变器与光伏电池板之间添加DC/DC模块，以提高传统逆变器的输入端电压。然而这种方式不仅控制复杂，而且器件多、转换效率低。

现有技术中DC/DC变换器与逆变器串联组合实现升压逆变的调制方法中，多采用前级升压与后级逆变分开调制的策略，调制方法复杂，不易控制，且直流输入端电压的纹波变化严重影响交流输出端电压的质量。

为克服传统逆变器电压低的问题，现有技术中彭方正提出了Z源逆变器，解决了传统电压源逆变器的一些不足，以利用上下桥臂的功率开关管的可控直通，提升了逆变器输入侧直流母线电压，从而提高了输出交流电压，在并网应用中，通常需要通过隔离变压器与电网相连，但是隔离变压器的接入使得系统的体积和成本增加，且降低了发电效率。而在不使用隔离变压器时，又存在高频漏电流问题，增加电网谐波含量和系统损耗。

《中国电机工程学报》，第28卷第7期，公开日为2018年4月5日，公开了论文《双模式控制宽输入电压组合式升压逆变器》，作者：陈雪峰，许俊阳，陈道炼，该电路拓扑结构是由“T”型网络和Buck型逆变桥级联构成，其中“T”形网络相当于一个Buck-Boost直流变换器。利用“T”型网络的升降能力，使得该逆变器也具有升降压能力，可以适应宽范围变化的输入直流电压，适用于输入电压宽范围波动的应用场合；在两个独立的控制环路下，以占空比信号的饱和与置零作为切换时间点，实现了升压和降压两种模式的平滑切换。其不足之处在于，该电路需要的元器件较多，从而导致损耗较大，转换效率较低，而且Buck型逆变桥在单极性调制方式下，会产生较大的高频共模电压，从而产生高频漏电流，增加电网谐波含量和系统损耗。

发明内容

1.要解决的技术问题