[发明专利]一种结构简单的双辅助谐振极型逆变电路及其调制方法

权利要求书

1.一种结构简单的双辅助谐振极型逆变电路，其特征在于：包括三相主逆变电路和三相双辅助谐振换流电路；

所述三相主逆变电路采用三相桥式电路结构，包括A相主逆变电路、B相主逆变电路和C相主逆变电路；所述三相双辅助谐振换流电路包括A相双辅助谐振换流电路、B相双辅助谐振换流电路和C相双辅助谐振换流电路；

所述A相双辅助谐振换流电路、A相主逆变电路、B相双辅助谐振换流电路、B相主逆变电路、C相双辅助谐振换流电路和C相主逆变电路依次并联连接，同时与直流电源并联连接；

所述各相主逆变电路包括第一主开关管、第二主开关管、第一主二极管和第二主二极管；第一主开关管的发射极连接第二主开关管的集电极，第一主开关管与第一主二极管反并联连接，第二主开关管与第二主二极管反并联连接；

所述各相双辅助谐振换流电路包括第一辅助开关管、第二辅助开关管、第一主谐振电容、第二主谐振电容、第一辅助谐振电容、第二辅助谐振电容、第三辅助谐振电容、第四辅助谐振电容、第一辅助谐振电感、第二辅助谐振电感、第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管；

第一主谐振电容的负极连接第二主谐振电容的正极，第一主谐振电容的正极连接第一辅助开关管的集电极，第二主谐振电容的负极连接第二辅助开关管的发射极，第一辅助开关管的发射极连接第一辅助谐振电感的一端，第一辅助谐振电感的另一端连接至第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点，第二辅助开关管的集电极连接第二辅助谐振电感的一端，第二辅助谐振电感的另一端连接至第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点；

第一辅助谐振电容的正极连接第一辅助开关管的集电极，第一辅助谐振电容的正极还接在直流母线正极上，第一辅助谐振电容的负极连接第三辅助二极管的阴极，第三辅助二极管的阳极连接第三辅助谐振电容的负极，第三辅助谐振电容的正极连接第四辅助谐振电容的负极，第四辅助谐振电容的负极还接在第一辅助谐振电感与第二辅助谐振电感的连接点上，第四辅助谐振电容的正极连接第四辅助二极管的阴极，第四辅助二极管的阳极连接第二辅助谐振电容的正极，第二辅助谐振电容的负极连接第二辅助开关管的发射极，第二辅助谐振电容的负极还接在直流母线负极上；

第一辅助二极管的阳极连接在第三辅助二极管的阴极与第一辅助谐振电容的负极的连接点上，第一辅助二极管的阴极连接在第一辅助开关管的发射极与第一辅助谐振电感的连接点上；第二辅助二极管的阴极连接在第四辅助二极管的阳极与第二辅助谐振电容的正极的连接点上，第二辅助二极管的阳极连接在第二辅助开关管的集电极与第二辅助谐振电感的连接点上；

第五辅助二极管的阳极接在第四辅助谐振电容的正极与第四辅助二极管的阴极的连接点上，第五辅助二极管的阴极接在直流母线正极上；第六辅助二极管的阴极接在第三辅助谐振电容的负极与第三辅助二极管的阳极的连接点上，第六辅助二极管的阳极接在直流母线负极上；

第三辅助谐振电容与第四辅助谐振电容的连接点、第一辅助谐振电感与第二辅助谐振电感的连接点、第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点、第一主开关管与第二主开关管的连接点依次连接，以第一主开关管与第二主开关管的连接点处的引出线为单相交流电输出端；

该双辅助谐振极型逆变电路的各相主逆变电路和各相双辅助谐振换流电路的工作模式包括：

模式a：第一主开关管处于开通状态，第二主开关管、第一辅助开关管、第二辅助开关管处于关断状态；电路处于电源供电状态；

模式b：第一主开关管关断，第二辅助开关管导通，负载电流换流至第一主谐振电容、第二主谐振电容、第二辅助谐振电容和第三辅助谐振电容，此时第一主谐振电容、第二主谐振电容和第三辅助谐振电容与第二辅助谐振电感开始谐振，同时第二辅助谐振电容、第四辅助谐振电容与第二辅助谐振电感也开始谐振，第二辅助谐振电容放电，第四辅助谐振电容充电；在第一主谐振电容、第二主谐振电容和第三辅助谐振电容的作用下，第一主开关管实现零电压关断，在第二辅助谐振电感的作用下，第二辅助开关管实现零电流开通；

模式c：当第二主谐振电容和第三辅助谐振电容的电压下降至零，第一主谐振电容的电压上升至输入直流电源电压值时，第二主二极管导通，负载电流换流至第二主二极管，当在第二主二极管导通期间开通第二主开关管，则第二主开关管实现零电压零电流开通；

模式d：第二辅助开关管关断，第二辅助二极管和第四辅助二极管立即导通，第二辅助谐振电感和第二辅助谐振电容、第四辅助谐振电容开始谐振，第二辅助谐振电容、第四辅助谐振电容的电压从零开始上升，故第二辅助开关管实现零电压关断；

模式e：当第二辅助谐振电容和第四辅助谐振电容的电压上升至输入直流电源电压值时，第五辅助二极管立即导通，第二辅助谐振电感中的能量通过第二辅助二极管、第四辅助二极管和第五辅助二极管回馈给直流电源，第二辅助谐振电感中的电流线性减小；

模式f：当第二辅助谐振电感中的电流线性下降到零，第二辅助二极管、第四辅助二极管和第五辅助二极管自然关断，负载电流通过第二主二极管续流；在第二主二极管导通期间关断第二主开关管，则第二主开关管实现零电压零电流关断；

模式g：第一辅助开关管开通，第一辅助谐振电感上的电流从零开始线性上升，第二主二极管中的电流线性减小，负载电流由第二主二极管向第一辅助谐振电感换流；在第一辅助谐振电感的作用下，第一辅助开关管为零电流开通；

模式h：当第一辅助谐振电感中的电流线性上升到负载电流时，负载电流完全换流至第一辅助谐振电感，第二主二极管中的电流线性下降至零自然关断，第三辅助二极管、第五辅助二极管导通，第一辅助谐振电感与第一主谐振电容、第二主谐振电容、第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容和第四辅助谐振电容谐振；第一主谐振电容、第一辅助谐振电容和第四辅助谐振电容的电压从直流电源电压开始下降，第二主谐振电容和第三辅助谐振电容的电压从零开始上升；

模式i：第一主谐振电容和第四辅助谐振电容的电压下降至零，第二主谐振电容的电压上升至直流电源电压，第一主二极管导通；第一辅助谐振电感中的谐振电流在第一辅助谐振电感、第一主二极管和第一辅助开关管构成的回路中环流；在第一主二极管导通期间开通第一主开关管，则第一主开关管为零电压零电流开通；

模式j：第一辅助开关管关断，第一辅助二极管和第三辅助二极管立即导通，第一辅助谐振电感和第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容开始谐振，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容的电压从零开始上升，故第一辅助开关管实现零电压关断；

模式k：当第一辅助谐振电容和第三辅助谐振电容的电压上升至输入直流电源电压值时，第六辅助二极管立即导通，第一辅助谐振电感中的能量通过第一主二极管、第一辅助二极管、第三辅助二极管和第六辅助二极管回馈给直流电源，第一辅助谐振电感中的电流线性减小；

模式l：当第一辅助谐振电感中的电流线性减小到负载电流时，第一主二极管中的电流减小到零自然关断，第一辅助谐振电感中的电流继续减小，第一主开关管中的电流从零开始线性上升；当第一辅助谐振电感中的电流线性减小到零时，第一辅助二极管、第三辅助二极管和第六辅助二极管自然关断，负载电流全部流过第一主开关管，换流过程结束，回路工作模式回到模式a。