[发明专利]一种电流型三相高频链矩阵式逆变器的脉宽调制方法

说明书

本发明公开一种电流型三相高频链矩阵式逆变器的脉宽调制方法。所述电流型三相高频链矩阵式逆变器拓扑由全桥电流型高频逆变器、高频变压器T、三相矩阵式变换器、输出CL型滤波器、负载依次连接构成；其前级变压器T原边的全桥电流型高频逆变器采用一对具有重叠导通时间的占空比大于50％的高频方波驱动控制，可控开关管S₁、S₄和可控开关管S₂、S₃交替导通；后级变压器T副边的三相矩阵式变换器可以等效分解成两组普通三相电流型逆变器进行控制。采用本发明提供的脉宽调制方法，可以实现拓扑中后级矩阵变换器所有可控开关管ZCS，减小可控开关管的开关损耗，提高变换器的效率。本发明还具有高效、控制方法简单且易于实现、电路稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换器拓扑及调制技术领域，特别是涉及一种电流型三相高频链矩阵式逆变器的脉宽调制方法。

背景技术

逆变器是一种把直流电能转换成交流电能的拓扑装置。高频链逆变器采用高频变压器替代工频变压器克服了传统变压器体积大、噪声大、成本高等缺点。高频链矩阵式逆变器的变换过程有DC(直流)/HFAC(高频交流)/LFAC(低频交流)三种功率特征。可知此类逆变器中出现了DC/AC(即直流/交流)逆变环节，该环节位于变压器原边，又出现了AC/AC(即交流/交流)变换环节，该环节也常称为矩阵式变换器环节，位于变压器副边。矩阵式变换器与传统变换器相比，没有中间储能环节，采用双向开关，可以实现能量的双向流动，结构紧凑、体积小、效率高，且输出电压幅值和频率可以独立控制。

由于高频变压器漏感的存在，高频链矩阵式逆变器换流时，在变压器副边矩阵变换器的功率管上产生较大的电压过冲，因此变压器副边矩阵变换器的安全换流一直是制约高频链逆变器实现大范围推广的技术难点。目前主要有以下几种安全换流策略：①通过加入有源箝位来抑制电压过冲，可以实现软开关，但引入的箝位电路增加了成本，增加的可控功率管也使控制更为复杂；②单极性和双极性移相控制策略借助矩阵变换器的换流重叠实现了电感电流的自然换流，并且实现了功率管的ZVS(Zero Voltage Switch，零电压开关)，但存在换流重叠时间不易控制等问题；③在前级逆变器引入串联谐振电路来实现功率管的软换流，此时要求功率管切换发生在零电流时刻，且控制输出能量需要判断谐振电路谐振工作状态，使得控制方式复杂。

因此，上述策略虽然能够实现安全换流，但造成逆变器的调制和控制更为复杂，导致系统可靠性降低以致影响了该类变换器的推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流型三相高频链矩阵式逆变器的脉宽调制方法，以解决现有的高频链矩阵式逆变器的安全换流策略调制过程复杂且可靠性低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电流型三相高频链矩阵式逆变器的脉宽调制方法，所述电流型三相高频链矩阵式逆变器包括依次连接的全桥电流型高频逆变器、高频变压器T、三相矩阵式变换器、输出CL型滤波器以及负载；