[发明专利]一种三相逆变器及三相逆变器的控制方法

说明书

本发明公开了一种三相逆变器及三相逆变器的控制方法，通过在三个桥臂的中点与直流母线的正负极之间设置谐振电容，和输出电感组成谐振单元，无需增加开关管，为软开关的实现建立了谐振网络，相较于现有技术中三相逆变器的软开关实现方式，节约了电路器件，简化了控制流程，降低了系统的硬件和软件开销。通过控制该三相逆变器工作在断续模式下工作，利用谐振达到开关管零电压开通的状态，并且同时实现同步整流，降低了开关管的开关损耗和开关管内续流二极管的导通损耗，提高了转换效率的同时也减小了开关管所带来的电磁噪声，输出高质量的电网电流。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别是涉及一种三相逆变器及三相逆变器的控制方法。

背景技术

逆变器是将直流电转变成交流电的一种设备，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，例如常见的用于光伏发电的并网逆变器。

在逆变器中，实现软开关能减小开关损耗，提高转换效率的同时减小开关管应力提高变流器可靠性、减小EMI噪声。

图1为现有技术中的第一种三相逆变器的电路图；图2为现有技术中的第二种三相逆变器的电路图；图3为现有技术中的第三种三相逆变器的电路图。

图1为目前最为常见的三相三桥臂的逆变器的拓扑结构，三个桥臂上各设有两个开关管(如图1中的开关管Q₁'、开关管Q'₂、开关管Q₃'、开关管Q'₄、开关管Q'₅、开关管Q'₆)，输出电感(如图1中的L'₁、L'₂、L'₃)的一端分别连接各桥臂的中点，输出电感的另一端与滤波电容(如图1中的C'₁、C'₂、C'₃)对应连接。该拓扑结构的逆变器工作在连续模式下，无法直接实现软开关。这种拓扑结构的逆变器在进行输出滤波时，只有当对应的桥臂下方的开关管导通时，才能形成滤波回路，进而滤除高频开关谐波电流，而桥臂下方的功率管关断时，高频开关谐波电流就会与电网电流一起输出，滤波电路就不能很好地滤除高频开关谐波电流，当输出低功率时，高频开关谐波电流在总电流的占比就会很大，导致输出的电网电流波形质量低。此外，由于该拓扑结构的逆变器只能工作在连续模式下，在起步功率较大时，这种拓扑结构的逆变器对输出电感、滤波电容以及开关管的要求很高，实现起来困难，因此，常见的这类逆变器都是工作在连续模式下的逆变器。

图2和图3为目前的三相软开关变流器的拓扑结构，在图1的基础上，具体通过在直流侧(V_dc)或者在交流侧添加辅助谐振网络来实现滤除高频开关谐波电流。但这种拓扑结构电路较为复杂，需要在辅助谐振网络中增加额外的开关管控制谐振，增加了整个系统的硬件和软件开销。

提供一种更为简易地实现三相逆变器软开关的方案，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相逆变器及三相逆变器的控制方法，可以更为简易地实现三相逆变器的软开关，有效滤除高频开关谐波电流污染。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三相逆变器，包括：三个桥臂，谐振电容，输出电感，滤波电容，以及控制器；

其中，各所述桥臂均设有两个开关管，所述控制器分别与各所述开关管的控制端连接；所述桥臂的一个所述开关管的第一端与直流母线的正极连接，所述桥臂的另一个所述开关管的第二端与所述直流母线的负极连接，且所述桥臂的一个所述开关管的第二端与所述桥臂的另一个所述开关管的第一端连接为所述桥臂的中点；

一个所述桥臂对应两个所述谐振电容、一个所述输出电感和一个所述滤波电容，一个所述谐振电容的第一端与所述直流母线的正极连接，另一个所述谐振电容的第二端与所述直流母线的负极连接，且一个所述谐振电容的第二端与另一个所述谐振电容的第一端与所述中点及所述输出电感的第一端连接，所述输出电感的第二端与所述滤波电容的第一端连接；