[发明专利]谐振直流环节软开关逆变器及其调制方法

权利要求书

1.一种谐振直流环节软开关逆变器的调制方法，其特征在于，

所述谐振直流环节软开关逆变器，包括：辅助换流电路、逆变桥、负载电路、控制电路和直流电源；

所述辅助换流电路包括母线开关管、辅助开关管、辅助谐振电感、主谐振电容、辅助谐振电容、母线开关管的反并联二极管、第一辅助二极管、第二辅助二极管；

所述母线开关管的集电极连接所述直流电源的正极，所述母线开关管的发射极连接所述逆变桥，所述母线开关管的反并联二极管的阳极连接所述母线开关管的发射极，所述母线开关管的反并联二极管的阴极连接所述母线开关管的集电极；

所述主谐振电容的正极连接所述母线开关管的集电极和所述辅助开关管的集电极，所述主谐振电容的负极连接所述母线开关管的发射极，所述辅助开关管的发射极连接所述辅助谐振电感的一端，所述辅助谐振电感的另一端连接所述母线开关管的发射极；

所述第一辅助二极管的阴极连接所述辅助开关管的发射极，所述第一辅助二极管的阳极连接所述辅助谐振电容的负极，所述辅助谐振电容的正极连接所述母线开关管的发射极，所述第二辅助二极管的阳极连接所述直流电源的负极，所述第二辅助二极管的阴极连接所述辅助谐振电容的负极；

所述逆变桥为三相逆变桥，每相逆变桥包括上桥臂主功率开关管、上桥臂主功率开关管的反并联续流二极管、上桥臂主功率开关管的并联缓冲电容、下桥臂主功率开关管、下桥臂主功率开关管的反并联续流二极管和下桥臂主功率开关管的并联缓冲电容，每相逆变桥中的上桥臂主功率开关管的发射极连接下桥臂主功率开关管的集电极，以上桥臂主功率开关管与下桥臂主功率开关管的连接点处的引出线为单相交流电输出端，各相逆变桥的上桥臂主功率开关管的集电极相互连接，作为逆变桥的正端，各相逆变桥的下桥臂主功率开关管的发射极相互连接，作为逆变桥的负端；

所述负载电路为三相负载电路，每相负载电路包括一个电阻与一个电感；三相负载电路中电阻的一端分别连接三相逆变桥的三个单相交流电输出端，三相负载电路中电阻的另一端分别连接三个电感的一端，三个电感的另一端相互连接作为负载中性点，所述三个单相交流电输出端输出的负载电流经传感器采样后作为输入信号分别输入控制电路；

所述直流电源的负极连接所述逆变桥的负端，所述直流电源的正极连接所述辅助换流电路中母线开关管的集电极，所述母线开关管的发射极连接所述逆变桥的正端；

所述母线开关管、所述辅助开关管和所述逆变桥中各主功率开关管的门极均与所述控制电路相连接，所述控制电路发出控制信号控制所述母线开关管、所述辅助开关管和所述逆变桥中各主功率开关管的开通与关断；

所述谐振直流环节软开关逆变器的调制方法，包括：

采用DPWM不连续的脉冲宽度调制策略，在所述DPWM调制策略下，任意时刻，三相逆变桥中满足预设条件的单相逆变桥按照预设的箝位规则进行箝位操作；

以斜率正负交替的锯齿波作为载波，在单相负载电路的负载电流为正的情况下，所述单相负载电路锯齿载波斜率为正；在单相负载电路的负载电流为负的情况下，所述单相负载电路锯齿载波斜率为负；

采用带分流死区的调制策略：母线开关管的关断时刻较开关周期内产生最短脉宽相逆变桥的上桥臂主功率开关管的关断时刻提前第一预设时间；在所述产生最短脉宽相逆变桥的上桥臂主功率开关管关断的情况下，逆变器相进入环流状态；在环流状态期间，母线开关管一直保持关断状态，直至辅助开关管开通；辅助开关管的开通时刻较所述产生最短脉宽相逆变桥的上桥臂主功率开关管的开通时刻延迟第二预设时间；母线开关管的开通时刻比辅助开关管的开通时刻延迟第三预设时间，母线开关管开通第四预设时间后辅助开关管关断；

所述箝位规则包括：在满足预设条件的单相逆变桥的负载电流为正的情况下，则所述单相逆变桥上桥臂主功率开关管被箝位至直流电源正极；在满足预设条件的单相逆变桥的负载电流为负的情况下，则所述单相逆变桥下桥臂主功率开关管被箝位至直流电源负极。

2.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于，三相逆变桥中满足预设条件的单相逆变桥，包括：三相逆变桥中负载电流的绝对值最大的单相逆变桥。

3.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于，所述第一预设时间和第三预设时间满足的条件为：第一预设时间大于或等于第一设定阈值，第三预设时间大于或等于第二设定阈值，且第一预设时间与第三预设时间之和小于或等于第三设定阈值。

4.根据权利要求3所述的调制方法，其特征在于，

通过计算获得第一设定阈值；

通过计算获得第二设定阈值；

通过计算获得第三设定阈值；

其中，Y₁为第一设定阈值，E为直流电源电压值，C_a为主谐振电容的电容值，C_b为辅助谐振电容的电容值，I_omax为负载电流峰值，Y₂为第二设定阈值，L为辅助谐振电感的电感值，Y₃为第三设定阈值，T_s为开关周期。