[发明专利]一种带有源功率解耦单相零电压开关逆变器电路及其调制方法

摘要

本发明公开一种带有源功率解耦单相零电压开关逆变器电路及其调制方法，其电路包括直流电源，全桥单相逆变器两组以及有源功率解耦一组共三组由两个带反并二极管的全控型主开关构成的桥臂，逆变器与电网的滤波电感，有源功率解耦的滤波电感和储能电容，在直流电源和三组桥臂的母线之间接入包含反并联二极管的辅助开关，箝位电容以及谐振电感组成的谐振支路，主开关和辅助开关两端并联电容。其调制方法将辅助开关与主开关的脉冲信号进行同步，能够在每个开关周期内实现所有开关的零电压开通，有效抑制主开关反并联二极管的反向恢复电流，开关损耗小，电路效率高，有利于提高开关频率，提升系统功率密度。

主权项

1.一种带有源功率解耦单相零电压开关逆变器的调制方法，其特征在于，所述带有源功率解耦单相零电压开关逆变器电路包括直流侧电源u_bus(1)、三组并联的桥臂，每组桥臂由两个包含反并二极管的全控型开关串联构成，其中：单相全桥逆变器第一桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S1，D1(2)和S4，D4(4)，单相全桥逆变器第二桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S2，D2(3)和S3，D3(5)，有源功率解耦桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S5，D5(6)和S6，D6(7)，所述单相全桥逆变器第一桥臂、第二桥臂中点分别通过输出滤波电感L1(8)、L2(9)与单相交流电网连接，有源功率解耦桥臂中点通过滤波电感L_apd(14)与有源功率解耦储能电容C_apd(15)正极相连，上述三组桥臂上开关的集电极以及下开关的发射极分别并联形成桥臂正母线和负母线，负母线与直流侧电源u_bus(1)的负极相连，C_apd(15)负极连接负母线，正母线与直流侧电源u_bus(1)正极之间接入由包含并联二极管D_a的辅助开关S_a(11)与箝位电容Cc(12)构成的串联支路，在该串联支路的两端跨接谐振电感Lr(13)，各开关S1～S6(2～6)、Sa(11)的集电极与发射极两端分别并联一个谐振电容Cr1～Cr6(16～21)、Cra(22)；/n所述的调制方法为：将单相逆变器的调制波(23)同时送入倍频SPWM调制模块(25)和绝对值模块(24)的输入端，绝对值模块(24)的输出端同时输入APD调制模块(26)和ZVS脉冲模块(27)，其中，APD调制模块表示有源功率解耦调制模块，ZVS脉冲模块(27)的端口2与倍频SPWM调制模块(25)的端口2分别连接第一或门(28)的两个输入端，ZVS脉冲模块(27)的端口2与倍频SPWM调制模块(25)的端口3分别连接第二或门(29)的两个输入端，ZVS脉冲模块(27)的端口2与倍频SPWM调制模块(25)的端口4分别连接第三或门(30)的两个输入端，ZVS脉冲模块(27)的端口2与倍频SPWM调制模块(25)的端口5分别连接第四或门(31)的两个输入端；ZVS脉冲模块(27)的端口2与APD调制模块(26)的端口2分别连接第五或门(32)的两个输入端，ZVS脉冲模块(27)的端口2与APD调制模块(26)的端口3分别连接第六或门(33)的两个输入端，第一或门(28)的输出端为逆变器第一桥臂上管调制信号(34)vgs1，第二或门(29)的输出端为逆变器第一桥臂下管调制信号(35)vgs4，第三或门(30)的输出端为逆变器第二桥臂上管调制信号(36)vgs2，第四或门(31)的输出端为逆变器第二桥臂下管调制信号(37)vgs3，第五或门(32)的输出端为有源功率解耦桥臂上管调制信号(38)vgs5，第六或门(33)的输出端为有源功率解耦桥臂下管调制信号(39)vgs6，ZVS脉冲模块(27)的端口3输出信号为辅助开关管调制信号(40)vgsa。/n