[发明专利]逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器

说明书

本公开提出一种逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器，涉及电子电路领域。本公开通过一种设定结构的前级电路，使得单级结构的逆变器就能够实现都对电压的调节。此外，通过合理地设置逆变桥直通占比信息，使得逆变器可以实现任意倍数的升压。此外，通过前级电路结构及其储能元件的设置，使得逆变器的上下桥臂可以直通，无需插入死区时间，改善输出波形，提高输出电压质量。

技术领域

本公开涉及电子电路领域，特别涉及一种逆变器及其升压控制方法和控制装置以及前级电路和电器。

背景技术

逆变器是把直流电转变成交流电的设备。其中一种电压型逆变器，若应用在输入电压范围变动较大的场合，需要在前级增加DC/DC(直流到直流)变换器，多级结构导致系统的传输效率降低，成本增加。

此外，电压型逆变器不允许上下桥臂同时导通，否则会发生短路，损坏逆变器，因此需要在上下桥臂开关信号中加入死区时间(即上下桥臂同时关断)，但死区时间的加入会引起输出波形的畸变。

发明内容

为了解决电压型逆变器存在的上述至少一个问题，本公开通过一种设定结构的前级电路，使得单级结构的逆变器就能够实现都对电压的调节。此外，通过合理地设置逆变桥直通占比信息，使得逆变器可以实现任意倍数的升压。此外，通过前级电路结构及其储能元件的设置，使得逆变器的上下桥臂可以直通，无需插入死区时间，改善输出波形，提高输出电压质量。

根据本公开的一个方面，提出一种逆变器，包括：前级电路和逆变桥；

所述前级电路包括：开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；

其中，第一二极管的正极连接第一电感的第一端，第一二极管的负极连接第二电感的第一端，第二二极管的正极连接第一电感的第二端，第二二极管的负极连接第二电感的第二端，第三二极管的正极连接第二二极管的正极，第三二极管的负极连接第一二极管的负极，开关管的正极连接第二二极管的负极和第四二极管的正极，开关管的负极连接第五二极管的正极，储能电容的两端分别连接第四二极管的负极和开关管的负极，第一二极管的正极连接直流输入电源的正极，第五二极管的负极连接直流输入电源的正极，第四二极管的负极和直流输入电源的负极分别连接逆变桥的两端。

在一些实施例中，当逆变桥工作在直通状态时，逆变桥短路，开关管、第一二极管和第二二极管导通，第三二极管、第四二极管和第五二极管截止，第一电感和第二电感并联并存储能量，储能电容和直流输入电源向第一电感和第二电感释放能量。

在一些实施例中，当逆变桥工作在非直通状态时，逆变桥等效为电压源，开关管、第一二极管和第二二极管截止，第三二极管、第四二极管和第五二极管导通，第一电感和第二电感串联，第一电感、第二电感和直流输入电源向储能电容和逆变桥释放能量，储能电容存储能量。

在一些实施例中，逆变桥的两端分别连接直流母线的正极和负极。

在一些实施例中，所述开关管为有源器件。

在一些实施例中，所述逆变桥为三相逆变桥。

在一些实施例中，逆变桥两端的输出电压相对于直流输入电压的升压因子为：

其中，B表示逆变桥两端的输出电压V_PN相对于直流输入电压V_in的升压因子，D表示在一个开关周期内逆变桥处于直通状态的时间的占比信息，D被配置为大于0且小于1/3，以使得B大于1。

根据本公开的一个方面，提出一种前级电路，包括：

开关管、第一电感、第二电感、储能电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；