[发明专利]一种任意功率因数的软开关逆变器控制方法及系统

说明书

本申请实施例中提供了一种任意功率因数的软开关逆变器控制方法及系统，所述方法包括：将逆变器的输出电流参考和输入电压相位正交分解为有功电流参考和无功电流参考；根据有功电流参考和逆变器主电路中的有功逆变器的电流采样信号对有功逆变器进行电流控制和PWM调制；根据无功电流参考和逆变器主电路中的无功逆变器的电流采样信号对无功逆变器进行电流控制和PWM调制。通过本申请的处理方案，逆变器主电路中的有功逆变器和无功逆变器分别实现的有功电流和无功电流的输出，并且电感电流在每个开关周期都可以过零，实现逆变器ZVS软开关，并且开关频率变化较小，满足功率变换器效率和功率密度的要求。

技术领域

本申请涉及逆变器领域，尤其涉及一种任意功率因数的软开关逆变器控制方法及系统。

背景技术

对于单相逆变器，采用电感电流反向过零模式来实现开关管的零电压开通，能够大幅减少开关损耗，利于提高逆变器的开关频率，进而提升逆变器的功率密度。

目前的方案中，通常使用全桥逆变器的单极性PWM调制，或者T型三电平逆变器，典型的方法如郎天辰等人的《基于可变关断时间断续电流模式的全桥逆变器轻载效率优化方法》，全桥逆变器拓扑图如图1所示，如图2所示的典型的波形示意图，实际电流的波动频率会非常高，如图3所示。这种方式下的开关频率与正弦波相位之间的如图4所示，可以看到开关频率变化在2倍范围左右，并且在大电流的时候频率比较低，适合损耗的平均分布。

然而，当全桥逆变器需要输出无功电流时，上述控制方式就不能实现了，即便采用半桥或者双极性调制方式，要求满足图2所示的波形要求，则需要很宽的开关频率变化范围。因此，需要一种逆变器调制方式，使其在开关频率变化较小的情况下满足如图2所示的波形要求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种任意功率因数的软开关逆变器控制方法及系统，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种任意功率因数的软开关逆变器控制方法，所述方法包括：

将逆变器的输出电流参考和输入电压相位正交分解为有功电流参考和无功电流参考；

根据有功电流参考和逆变器主电路中的有功逆变器的电流采样信号对有功逆变器进行电流控制和PWM调制；

根据无功电流参考和逆变器主电路中的无功逆变器的电流采样信号对无功逆变器进行电流控制和PWM调制。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述有功逆变器采用T型三电平逆变器，所述无功逆变器采用半桥逆变器，所述有功逆变器和所述无功逆变器的直流侧与交流侧均并联。

根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述T型三电平逆变器的电流控制方法为：

当所述有功电流参考为正时，所述有功逆变器的电流采样信号与下限电流比较后输入RS锁存器的S端，所述有功逆变器的电流采样信号与所述有功电流参考比较后输入RS锁存器的R端，所述有功逆变器的电流采样信号小于或等于下限电流时，将RS锁存器的S端置高，从而设置接在RS锁存器的正端输出的Gt1为高，接在RS锁存器的负端输出的Gt3为低；所述有功逆变器的电流采样信号大于或等于所述有功电流参考时，将RS锁存器的R端置高，从而设置接在RS锁存器的正端输出的Gt1为低，接在RS锁存器的负端输出的Gt3为高；Gt1为高时T型三电平逆变器的Qt1开通，反之Qt1关断；Gt3为高时，T型三电平逆变器的Qt3开通，反之Qt3关断；该阶段，所述T型三电平逆变器的Qt2始终开通，Qt4始终关断；