[发明专利]一种基于buck电路的新型单相逆变器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于buck电路的新型单相逆变器，其特征在于，包括：

主电路单元，包括直流电源、主电路和交流负载，主电路分别与直流电源和交流负载连接，用于实现单相DC/AC逆变功能；

主控制单元，包括：输出检测单元、给定信号、反馈信号、控制器和PWM发生器；通过PWM发生器控制连接所述主电路单元，输出检测单元接收所述主电路的输出信号，并作为反馈信号传给控制器，构成闭环控制，使输出信号和给定信号相等。

2.根据权利要求1所述的一种基于buck电路的新型单相逆变器，其特征在于，所述主电路包括：

Buck电路，由第五功率开关管、电力二极管、滤波电容和滤波电感组成，滤波电容和滤波电感构成LC滤波器，所述直流电源连接第五功率开关管，第五功率开关管连接电力二极管和LC滤波电路，buck电路中的第五功率开关管的占空比随着正弦半波变化规律而变化，输出等效为正弦半波的脉冲方波，LC滤波电路将所述脉冲方波变成光滑的正弦半波；

H桥，由第一至第四共4个功率开关管组成，所述LC滤波器与H桥连接，H桥的输出端接交流负载，以50Hz的频率连续改变buck电路的输出信号极性，使通过交流负载的电压波形为正弦曲线。

3.根据权利要求1-3任一一种基于buck电路的新型单相逆变器的控制方法，其特征在于，所述主控制单元的给定信号与反馈信号做差，再将误差信号送给控制器，控制器实时跟踪误差，控制器连接PWM发生器，通过PWM发生器产生PWM信号和控制信号，控制主电路中的5个功率开关器件。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，给定信号为正弦信号。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制器包括第一加法器、PR控制器、第二加法器和比例控制器K；所述给定信号和反馈信号传入第一加法器，第一加法器的输出及其传入PR控制器后的输出均传入第二加法器，第二加法器再连接比例控制器K。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述PWM发生器包括绝对值运算单元|U_k|和比较器；所述比例控制器K的输出信号U_k传入绝对值运算单元|U_k|，输出的正弦半波信号与需要的参照信号在比较器进行比较，输出PWM信号，或者比例控制器K的输出信号U_k直接与需要的参照信号在比较器进行比较输出控制信号。

7.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，分为：

第五功率开关管的控制，由所述PWM信号控制其占空比随正弦半波变化，并产生与正弦半波等效的电压方波；

第一及第三功率开关管的控制，当主控制单元检测到电压第一过零点时，控制第一及第三功率开关管处于导通状态，第二及第四功率开关管处于关断状态；

第二及第四功率开关管的控制，当主控制单元检测到电压第二过零点时，控制第二及第四功率开关管处于导通状态，第一及第三功率开关管处于关断状态。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第五功率开关管的控制方法为：设U_ref为给定信号，U₀为反馈信号，U_ref和U₀通过第一加法器形成负反馈电压闭环控制，第一加法器输出的误差信号ΔU直接送给第二加法器，第一加法器输出的控制信号的是交流量，因此选用PR控制器控制，PR控制器的传递函数为：(其中K_p为比例项系数，K_R为谐振系数，ω₀为谐振频率)，所述ΔU与G(s)输入第二加法器后接着传入比例控制器K，再传入绝对值运算单元|U_k|，将控制信号求绝对值后，得到正弦半波控制信号，最后再与三角波参照信号在比较器进行比较输出第五功率开关管的PWM信号。