[发明专利]一种变换器装置及其控制方法

权利要求书

1.一种变换器装置，其特征在于：包括直流电压源、中心电压电路、第一调制控制电路、第二调制控制电路、选频电路、降压整流电路、第一输出电路和第二输出电路，所述直流电压源的两端均与中心电压电路连接，且分别与第一调制控制电路和第二调制控制电路连接，所述第一调制控制电路与选频电路和降压整流电路连接，所述第二输出电路与降压整流电路连接，所述第一输出电路与选频电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种变换器装置，其特征在于：中心电压电路包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1的一端分别与直流电压源的正极和第一调制控制电路连接，所述第二电容C2的一端分别与直流电压源的负极和第二调制控制电路连接，所述第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种变换器装置，其特征在于：第一调制控制电路包括第一绝缘栅双极型晶体管Q1、第二绝缘栅双极型晶体管Q2和第五电容C5，第一绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极与第五电容C5的一端连接，第二绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极与第五电容C5的另一端、选频电路和降压整流电路连接，第一绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极和第二绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极均与第一电容C1的一端连接，第一绝缘栅双极型晶体管Q1的基极和第二绝缘栅双极型晶体管Q2的基极均与外部控制端连接。

4.根据权利要求3所述的一种变换器装置，其特征在于：第二调制控制电路包括第三绝缘栅双极型晶体管Q3、第四绝缘栅双极型晶体管Q4和第六电容C6，第三绝缘栅双极型晶体管Q3的集电极与第六电容C6的一端连接，所述第四绝缘栅双极型晶体管Q4的与第六电容C6的另一端和直流电压源的负极连接，所述第三绝缘栅双极型晶体管Q3的发射极和第四绝缘栅双极型晶体管Q4集电极均与降压整流电路连接，第三绝缘栅双极型晶体管Q3的基极和第四绝缘栅双极型晶体管Q4的基极均与外部控制信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种变换器装置，其特征在于：选频电路包括第二电感L2和第四电容C4，所述第四电容C4的一端与第二电感L2的一端连接并与降压整流电路连接，所述第二电感L2与第二输出电路的正极连接，所述第四电容C4的另一端与第二输出电路的负极连接。

6.根据权利要求5所述的一种变换器装置，其特征在于：降压整流电路包括第三电容C3、第一电感L1、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第一二极管D1和第二二极管D2，所述第三电容C3的一端与第三电感L3的一端和第二绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极连接，所述第三电容C3的另一端经第一电感L1与第一二极管D1的输入端连接，所述第一二极管D1的输出端与第二二极管D2的输出端和第二电感L2的一端连接，所述第三电感L3的另一端分别与第五电感L5的一端和第四电感L4的一端连接，所述第五电感L5的另一端与第二输出电路连接，所述第四电感L4的另一端接第二二极管D2的输入端和第四电容C4的另一端连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种变换器装置的控制方法，其特征在于：直流电源Udc直流电压，中心电压电路的电容C1、C2与直流电源Udc并联，创造中心连接点，直流电源Udc提供直流电流经第一调制控制电路、第二调制控制电路，分别调制出50hz正弦波和2000hz交流方波，其中50hz的正弦波通过第二输出电路的端口OUT2输出交流电，2000hz的交流方波经过降压整流电路降压整流从第一输出电路的端口OUT1输出直流电。

8.根据权利要求7所述的一种变换器装置的控制方法，其特征在于：与直流电源Udc并联的电容C1、C2，一端连接直流电源Udc，另一端共同接地，创造中心电压Uc，根据公式

n为电容个数，得到本发明中电容C1、C2两端电压大小为直流电源Udc的一半，以该电压为中心连接点，作为交流系统的地。

9.根据权利要求8所述的一种变换器装置的控制方法，其特征在于：为第一调制控制电路、第二调制控制电路分配2个幅值相等、相位依次相差π的三角载波，将这2个三角载波同时与一个50hz正弦调制波和2000hz正弦调制波作比较，比较后分别得到2个PWM脉冲即为第一调制控制电路和第二调制控制电路的触发脉冲，得到第一调制控制电路的电压Upj和第二调制控制电路的电压Unj，将处于投入状态的子模块的输出电压相加即第一调制控制电路的电压Upj和第二调制控制电路的电压Unj，根据公式

(U_nj-U_pj)/2

得到电路总的输出电压波形，即调制出2000hz交流方波和50hz正弦波；

使用选频电路对调制出2000hz交流方波和50hz正弦波的信号进行选频，让2000hz交流方波进入降压整流电路进行降压整流，50hz正弦波不进入降压整流电路而是直接经过滤波输出，设电路所需频率为f₀，电路中电容电感大小分别为C和L，根据公式

可计算出电路中所需电容电感的乘积(L*C)大小，再选用适合电路的电容器件C3和电感器件L1；

2000hz交流方波进入降压整流电路进行降压整流,分为两种情况：

当第一调制控制电路输出电压为正，第二调制控制电路输出为负时，D2正向导通，D1反向截止，2000hz交流方波流经D2，储能电感L2被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C4充电，第一输出电路的端口OUT1输出电压；

当第一调制控制电路输出电压为负，第二调制控制电路输出为正时，D2反向截止，防止电流回流，D1正向导通，储能电感L2通过续流二极管放电，电感电流线性减少，第一输出电路的端口OUT1输出电压由储能电感L2和电容C4提供。