專利名稱：無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器及調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池儲(chǔ)能逆變器，尤其是能量雙向流動(dòng)無附加電壓應(yīng)力零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能橋式逆變器電路拓?fù)浜驼{(diào)制方法。
背景技術(shù)：
同時(shí)具有并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行功能和帶負(fù)載獨(dú)立運(yùn)行功能的單相電池儲(chǔ)能逆變器，其電路如圖1所示，它包括由四個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開關(guān)(S1 S4)構(gòu)成的單相橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)或交流負(fù)載之間的輸出濾波電感(L)。這種單相電池儲(chǔ)能逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電功能，也可以帶負(fù)載獨(dú)立運(yùn)行，但電路工作在硬開關(guān)狀態(tài)，存在著二極管的反向恢復(fù)問題，器件開關(guān)損耗大，限制了工作頻率的提高，降低了電路效率并且存在較大的電磁干擾。經(jīng)檢索，公開號(hào)為101667793A的中國(guó)專利申請(qǐng)，該發(fā)明提供了一種并網(wǎng)逆變器，包括直流電源、與直流電源連接的存儲(chǔ)模塊、與存儲(chǔ)模塊連接的逆變模塊，以及分別與逆變模塊和電網(wǎng)連接的輸出模塊，以及分別與逆變模塊和輸出模塊連接的續(xù)流回路。在該發(fā)明中，在傳統(tǒng)單相全橋并網(wǎng)逆變器的基礎(chǔ)上，通過引入續(xù)流回路同時(shí)配合相應(yīng)的調(diào)制方式，從而有效解決了傳統(tǒng)單相全橋并網(wǎng)逆變器在采用雙極性調(diào)制和采用單極性調(diào)制時(shí)所存在的問題，從而提高了逆變器的轉(zhuǎn)換效率和電磁兼容性能。公開號(hào)為102163934A的中國(guó)專利申請(qǐng)，該發(fā)明涉及一種并網(wǎng)逆變器，其包括四個(gè)逆變晶體管、兩個(gè)續(xù)流晶體管、兩個(gè)二極管和兩個(gè)濾波電感；工作時(shí)，微控制器使第一續(xù)流晶體管導(dǎo)通半個(gè)工頻周期，同時(shí)使第一、第四逆變晶體管和第二續(xù)流晶體管截止，并使第二、第三逆變晶體管在所述高頻觸發(fā)信號(hào)的同步觸發(fā)下作高頻同步切換，以使第一、第二濾波電感的外側(cè)端輸出交流電源之正半周；然后所述微控制器使第二續(xù)流晶體管導(dǎo)通半個(gè)工頻周期，同時(shí)使第二、第三逆變晶體管和第一續(xù)流晶體管截止，第一、第四逆變晶體管在所述高頻觸發(fā)信號(hào)的同步觸發(fā)下作高頻同步切換，以使第一、第二濾波電感的外側(cè)端輸出交流電源之負(fù)半周，如此反復(fù)。與公開號(hào)為101667793A和102163934A的中國(guó)專利申請(qǐng)相比，首先本發(fā)明提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及相應(yīng)的控制策略不僅使電路可以工作在單位功率因數(shù)逆變工況下，還可以工作在整流工況，實(shí)現(xiàn)變流器的四象限運(yùn)行；其次，101667793A和102163934A中提出的控制策略主要目的在于減小單極性調(diào)制下單相并網(wǎng)逆變器的電磁兼容問題，而本發(fā)明是通過增加一個(gè)輔助管，實(shí)現(xiàn)所有開關(guān)的零電壓開通，有效抑制二極管反向恢復(fù)，既可以提高逆變器效率，也可以提高電磁兼容性。這樣就算逆變器采用雙極性調(diào)制，效率也會(huì)比一般的逆變器高，同時(shí)可以有效解決電磁兼容問題。最后，本發(fā)明提出的橋式逆變器不僅能工作在并網(wǎng)狀態(tài)，也能工作在帶交流負(fù)載獨(dú)立逆變狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種可以抑制二極管的反向恢復(fù)電流，減小開關(guān)損耗，提高電路效率，減少電磁干擾并實(shí)現(xiàn)開關(guān)管零電壓開通的無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器及調(diào)制方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，包括逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池，與直流側(cè)儲(chǔ)能電池并聯(lián)的直流電容，由四個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開關(guān)S1 S4構(gòu)成的單相橋臂，接在該橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)或交流負(fù)載之間的輸出濾波電感L，其中單相橋臂的四個(gè)主開*Si S4兩端各自并聯(lián)一個(gè)電容(^ (；，在逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池和單相橋臂的直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開關(guān)S5，輔助開關(guān)S5 的兩端并聯(lián)第五電容C5,并在輔助開關(guān)S5兩端跨接由諧振電感k與箝位電容C。相串聯(lián)的諧振支路。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器的開關(guān)調(diào)制方法，其中主開關(guān)采用單極性正弦脈寬調(diào)制方法，輔助開關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開關(guān)調(diào)制信號(hào)同步。輔助開關(guān)在主開關(guān)從二極管換流到全控開關(guān)之前關(guān)斷，為主開關(guān)創(chuàng)造零電壓開通條件。當(dāng)逆變器處于電池充電狀態(tài)時(shí)，在輔助開關(guān)關(guān)斷的短暫時(shí)間內(nèi)，主開關(guān)橋臂上下兩開關(guān)直通給諧振電感提供續(xù)流通路，使諧振電感存儲(chǔ)能量足以實(shí)現(xiàn)逆變器軟開關(guān)。當(dāng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，逆變器零電壓開關(guān)在并網(wǎng)電流全功率因數(shù)角范圍內(nèi)均可以實(shí)現(xiàn)，滿足電池儲(chǔ)能逆變器能量雙向流動(dòng)要求。當(dāng)逆變器帶負(fù)載獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，逆變器零電壓開關(guān)在負(fù)載電流全功率因數(shù)角范圍內(nèi)均可以實(shí)現(xiàn)，滿足電池儲(chǔ)能逆變器能量雙向流動(dòng)要求。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果
本發(fā)明的無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，逆變器中全控開關(guān)的反并聯(lián)二極管的反向恢復(fù)得到抑制，減少了電磁干擾。電路中所有功率開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)零電壓開通，從而減小開關(guān)損耗，提聞電路效率，有利于提聞工作頻率，進(jìn)而提聞功率密度。該逆變器的電路在并網(wǎng)狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出并網(wǎng)電流功率因數(shù)和諧波的控制，可用于各種電源中并網(wǎng)逆變裝置。此外，該逆變器的電路還可用于各種電源中獨(dú)立逆變裝置。



通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參照?qǐng)D2，一種無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，包括逆變器直流側(cè)蓄電池，直流電容，由四個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開關(guān)S1 S4構(gòu)成的單相橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)或交流負(fù)載之間的輸出濾波電感L，其中單相橋臂的四個(gè)主開關(guān)S1 S4兩端各自并聯(lián)一個(gè)電容即Crt Crt，在逆變器直流側(cè)蓄電池和單相橋臂的直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開關(guān)S5,輔助開關(guān)S5的兩端并聯(lián)電容Cri，并在輔助開關(guān)S5兩端跨接由諧振電感L與箝位電容C。相串聯(lián)的諧振支路。
圖2所示具體實(shí)施例中，輔助開關(guān)S5集電極與逆變器直流側(cè)蓄電池正端相聯(lián)，發(fā)射極與單相橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感L與單相橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容C。與逆變器直流側(cè)蓄電池正端相聯(lián)。
圖3所示的另一實(shí)施例中，輔助開關(guān)S5集電極與逆變器直流側(cè)蓄電池正端相聯(lián)， 發(fā)射極與單相橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容C。與單相橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感Lr與逆變器直流側(cè)蓄電池正端相聯(lián)。
圖4所示的另一實(shí)施例中，輔助開關(guān)S5發(fā)射極與逆變器直流側(cè)蓄電池負(fù)端相聯(lián)， 集電極與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容C。與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)，諧振電感L與逆變器直流側(cè)蓄電池負(fù)端相聯(lián)。
圖5所示的另一實(shí)施例中，輔助開關(guān)S5發(fā)射極與逆變器直流側(cè)蓄電池負(fù)端相聯(lián)， 集電極與單相橋臂負(fù)母線 相聯(lián)，諧振電感L與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容C。與逆變器直流側(cè)蓄電池負(fù)端相聯(lián)。
無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器采用SPWM調(diào)制。
SPWM分為單極性和雙極性。雙極性調(diào)制時(shí)，在整個(gè)調(diào)制波周期內(nèi)，主開關(guān)S1、S4 與S2、S3互補(bǔ)導(dǎo)通；單極性調(diào)制時(shí)，在正半周期，SI常開，S3常關(guān)，S2和S4互補(bǔ)導(dǎo)通，在負(fù)半周期，SI常關(guān)，S3常開，S2和S4互補(bǔ)導(dǎo)通。由于單極性調(diào)制可以在調(diào)制波半個(gè)周期始終保持兩個(gè)開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)不變，從而減小開關(guān)損耗，故單相逆變器常采用單極性SPWM調(diào)制。
設(shè)正弦調(diào)制電壓為uMf=msin (ω t)，當(dāng)采用單極性調(diào)制時(shí)，在正半周期，SI常開，S3 常關(guān),S2和S4互補(bǔ)導(dǎo)通,開關(guān)S2占空比D=l-msin(cot),開關(guān)S4占空比D=msin(cot)。在負(fù)半周期，SI常關(guān)，S3常開，S2和S4互補(bǔ)導(dǎo)通，開關(guān)S2占空比D=msin (ω t)，開關(guān)S4占空比 D=Iisin (ω t)。
對(duì)于無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器，根據(jù)交流電壓和濾波電感電流的方向，將逆變器工作狀態(tài)分成4個(gè)區(qū)間，如圖6所示。其中，在區(qū)間2和區(qū)間4內(nèi)，逆變器控制是類似的。在區(qū)間I和區(qū)間3內(nèi)逆變器的控制是類似的。這里先以圖2所示的無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器在區(qū)間2 (區(qū)間4類似)的一個(gè)開關(guān)周期為例進(jìn)行分析，逆變器的開關(guān)脈沖控制時(shí)序如圖7所示。在一個(gè)開關(guān)工作周期內(nèi)，逆變器共有8個(gè)工作狀態(tài)。圖 圖15是在區(qū)間2工況下一個(gè)開關(guān)周期的工作等效電路；工作時(shí)的主要電壓和電流波形如圖16所示。階段I (Vt1):如圖8所示，主開關(guān)SpS2和輔助開關(guān)S5處于導(dǎo)通狀態(tài)。由諧振電感Lp箝位電容C。和輔助開關(guān)S5組成的諧振回路中，諧振電感Lr的電流在線性增加。階段2 (t「t2):如圖9所示，h時(shí)刻，輔助開關(guān)S5關(guān)斷，諧振電感L給主開*S3、S4的并聯(lián)電容(；3、C,4，放電，給輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cri充電，S5零電壓關(guān)斷。到t2時(shí)刻，兩個(gè)主開關(guān)S3、S4的并聯(lián)電容CmCrt電壓諧振到零，主開關(guān)s3、s4的反并聯(lián)二極管開始導(dǎo)通，諧振電感L電壓被箝位為逆變器供電電源電壓vd。。到t2時(shí)刻，諧振電感L和主開關(guān)s3、s4的并聯(lián)電容Cd、(；4、輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cr5諧振完成，主開關(guān)S4可以實(shí)現(xiàn)零電壓開通。階段3 (t2-t3):如圖10所示，t2時(shí)刻，主開關(guān)S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷，S2的反并聯(lián)二極管仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)。諧振電感L端電壓被箝位為逆變器直流電源電壓，諧振電感L電流線性減小，主開關(guān)S4的反并二極管電流線性減小到零。階段4 (t3-t4):如圖11所示，t3時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)主開關(guān)S4實(shí)現(xiàn)零電壓開通。主開關(guān)S4與主開關(guān)S2的反并聯(lián)二極管換流，主開關(guān)S2的反并二極管經(jīng)歷反向恢復(fù)過程，由于諧振電感L的存在，主開關(guān)S2的反并二極管反向恢復(fù)電流被抑制。諧振電感L端電壓被箝位為逆變器直流電源電壓，諧振電感L電流線性減小。階段5 (t4-t5):如圖12所示，到t4時(shí)刻，電路主開關(guān)S。S4導(dǎo)通。從t4時(shí)刻，諧振電感L開始和主開關(guān)S2、S3的并聯(lián)電容(；2、Cr1、輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容(；5諧振，主開關(guān)S2、S3兩端電容cr2>cr3電壓開始增加，輔助開關(guān)S5兩端并聯(lián)電容(；5電壓減小，到t5時(shí)刻，S5兩端并聯(lián)電容Cr5電壓減小到零，S5反并二極管導(dǎo)通，S5實(shí)現(xiàn)零電壓開通。階段6 (t5-t6):如圖13所示，到t5時(shí)刻，諧振電感L,和主開關(guān)S2、S3的并聯(lián)電容(；2、Cr1、輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容(；5諧振停止，主開關(guān)側(cè)直流母線電壓Vd。，電路維持主開關(guān)S1、S4導(dǎo)通。階段7 (t6_t7):如圖14所示，到t6時(shí)刻，主開關(guān)S4關(guān)斷，濾波電感L中的電流給主開關(guān)S4的并聯(lián)電容Crt充電，給主開關(guān)S2的并聯(lián)電容(；2放電，由于S4的并聯(lián)電容的存在，S4實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。到t7時(shí)刻，主開關(guān)S2的反并聯(lián)二極管鉗位，S2在零電壓條件下開通。階段8 (t7-t8):如圖15所示，到t7時(shí)刻，S2開通，主開關(guān)S2的體內(nèi)二極管導(dǎo)通，t8時(shí)刻與t0時(shí)刻電路狀態(tài)相同，重復(fù)下一個(gè)周期。當(dāng)圖2所示的無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器在區(qū)間I (區(qū)間3類似)時(shí)，只需要在圖16中的t4時(shí)刻額外增加一個(gè)橋臂直通的工作狀態(tài)，其具體的電路圖如圖17 27所示(以區(qū)間3為例)，在一個(gè)開關(guān)工作周期內(nèi)，逆變器共有5個(gè)工作狀態(tài)。這樣，圖2所示的無附加電壓零電壓開關(guān)電池儲(chǔ)能逆變器適用于任意功率因數(shù)工況。
階段I (Vt1):
如圖18所示，主開關(guān)S。S4和輔助開關(guān)S5處于導(dǎo)通狀態(tài)。由諧振電感Lp箝位電 容C。和輔助開關(guān)S5組成的諧振回路中，諧振電感Lr的電流線性增加。
階段2 (t「t2):
如圖19所示，h時(shí)刻，輔助開關(guān)S5關(guān)斷，諧振電感L,給主開關(guān)S2、S3的并聯(lián)電容 C,2、(；3，放電，給輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cri充電。到t2時(shí)刻，兩個(gè)主開關(guān)s2、s3的并聯(lián)電容 Cr2>Cr3電壓諧振到零，輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cri電壓諧振到vd。，諧振電感L和主開關(guān)s2、 S3的并聯(lián)電容Cr2、Cr3、輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cr5諧振完成，主開關(guān)S2具備實(shí)現(xiàn)零電壓開 通條件。
階段3 (t2-t3):
如圖20所示，t2時(shí)刻，兩個(gè)主開關(guān)S2、S3的并聯(lián)電容電壓諧振到零，反并聯(lián) 二極管鉗位，到t3時(shí)刻給開關(guān)管S2加開通信號(hào)，主開關(guān)S2實(shí)現(xiàn)零電壓開通。
階段4 (t3-t4):
如圖21所示，為了滿足變流器軟開關(guān)條件，在t4時(shí)刻又開通S4，這樣S2與S4直通 形成續(xù)流通路，蓄電池通過這條通路給諧振電感充磁。
階段5 (t4-t5):
如圖22所示，諧振電感充磁階段從t4開始，到t5時(shí)刻，充磁階段結(jié)束。
階段6 (t5_t6):
如圖23所示，到t5時(shí)刻，給輔助開關(guān)S4關(guān)斷信號(hào)，諧振電感L給主開關(guān)S2、S3的 并聯(lián)電容CriXrt充電，給輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cri放電。到t6時(shí)刻，兩個(gè)主開關(guān)s3、s4的 并聯(lián)電容(；3、Cr4電壓諧振到Vd。，輔助開關(guān)S5的并聯(lián)電容Cri電壓諧振到零，輔助開關(guān)具備 了零電壓開通的條件。
階段7 (t6_t7):
如圖24所示，t6時(shí)刻，給輔助開關(guān)開通信號(hào)，輔助開關(guān)實(shí)現(xiàn)零電壓開通，電路進(jìn)入 王開關(guān)S1' S2導(dǎo)通狀態(tài)。
階段8 (t8_t9):
如圖25所不，t7時(shí)刻,關(guān)斷主開關(guān)S2,主開關(guān)S2的并聯(lián)電容Cr2電壓上升,主開關(guān) S4的并聯(lián)電容Crt電壓下降，到t8時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)主開關(guān)S2，S4的換流。
階段9 (t8_t9):
如圖26所示，到t8時(shí)刻，主開關(guān)S2的體內(nèi)二極管導(dǎo)通，t9時(shí)刻h時(shí)刻電路狀態(tài)相 同，重復(fù)下一個(gè)周期。
以上為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于圖3-圖5所示的實(shí)施例，其具體實(shí)施與上 述圖2所示實(shí)施例類似，不再詳述。
基于上述實(shí)施例，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率雙向流動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池充電和放 電。主開關(guān)采用正弦波脈寬調(diào)制方法，輔助開關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開關(guān)同步。每一開關(guān)周期中 輔助開關(guān)只動(dòng)作一次就能實(shí)現(xiàn)所有主開關(guān)零電壓開通，主開關(guān)反并聯(lián)二極管反向恢復(fù)電流 得到抑制，開關(guān)電壓應(yīng)力等于逆變器直流側(cè)電壓，開關(guān)損耗小，電路效率高，有利于提高工 作頻率，進(jìn)而提高功率密度。逆變器既可以工作在并網(wǎng)狀態(tài)，也可以帶交流負(fù)載工作在獨(dú)立 逆變狀態(tài)。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，其特征在于包括逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池，與直流側(cè)儲(chǔ)能電池并聯(lián)的直流電容，由四個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開關(guān)(S1 S4) 構(gòu)成的單相橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)或者交流負(fù)載之間的輸出濾波電感(L)，其中單相橋臂的四個(gè)主開關(guān)(Si S4)兩端各自并聯(lián)一個(gè)電容(C1-C4)，在逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池和單相橋臂的直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開關(guān)(S5)，輔助開關(guān)(S5)的兩端并聯(lián)第五電容(C5),并在輔助開關(guān)(S5)兩端跨接由諧振電感(LJ與箝位電容(C。)相串聯(lián)的諧振支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，其特征在于所述輔助開關(guān)(S5)集電極與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池正端相聯(lián)，發(fā)射極與單相橋臂正母線相聯(lián)， 諧振電感(Lh與單相橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容(C。)與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池正端相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，其特征在于所述輔助開關(guān)(S5)集電極與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池正端相聯(lián)，發(fā)射極與單相橋臂正母線相聯(lián)， 箝位電容(C。)與單相橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感(LJ與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池正端相聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，其特征在于所述輔助開關(guān)(S5)發(fā)射極與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池負(fù)端相聯(lián)，集電極與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)， 箝位電容(C。)與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)，諧振電感(LJ與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池負(fù)端相聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器，其特征在于所述輔助開關(guān)(S5)發(fā)射極與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池負(fù)端相聯(lián)，集電極與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)， 諧振電感(LJ與單相橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容(C。)與逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能電池負(fù)端相聯(lián)。
6.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的逆變器的調(diào)制方法，其特征在于所述主開關(guān)采用單極性正弦脈寬調(diào)制方法，輔助開關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開關(guān)調(diào)制信號(hào)同步；輔助開關(guān)在主開關(guān)從二極管換流到全控開關(guān)之前關(guān)斷，為主開關(guān)創(chuàng)造零電壓開通條件；當(dāng)逆變器處于電池充電狀態(tài)時(shí)，在輔助開關(guān)關(guān)斷的短暫時(shí)間內(nèi)，主開關(guān)橋臂上下兩開關(guān)直通給諧振電感提供續(xù)流通路，使諧振電感存儲(chǔ)能量足以實(shí)現(xiàn)逆變器軟開關(guān)；逆變器零電壓開關(guān)在逆變器交流側(cè)電流全功率因數(shù)角范圍內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)，滿足電池儲(chǔ)能逆變器能量雙向流動(dòng)要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的逆變器的調(diào)制方法，其特征在于每一開關(guān)周期中輔助開關(guān)只動(dòng)作一次就能實(shí)現(xiàn)所有主開關(guān)零電壓開通，主開關(guān)反并聯(lián)二極管反向恢復(fù)電流得到抑制，開關(guān)電壓應(yīng)力等于逆變器直流側(cè)電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無附加電壓零電壓開關(guān)儲(chǔ)能橋式逆變器及調(diào)制方法，包括直流側(cè)儲(chǔ)能電池，直流電容，交流濾波電感，由四個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開關(guān)構(gòu)成的單相橋臂，在儲(chǔ)能電池和單相橋臂直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開關(guān)，主、輔助開關(guān)兩端并聯(lián)電容，輔助開關(guān)兩端跨接由諧振電感與箝位電容串聯(lián)的諧振支路。本發(fā)明帶負(fù)載獨(dú)立運(yùn)行或者并網(wǎng)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率雙向流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池充放電。主開關(guān)采用正弦波脈寬調(diào)制方法，輔助開關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開關(guān)同步。每一開關(guān)周期中輔助開關(guān)只動(dòng)作一次就能實(shí)現(xiàn)所有主開關(guān)零電壓開通，主開關(guān)反并聯(lián)二極管反向恢復(fù)電流得到抑制，開關(guān)損耗小，電路效率高，有利于提高工作頻率，進(jìn)而提高功率密度。
文檔編號(hào)H02J3/38GK103001523SQ20121042958
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者李睿, 梁星, 王藝翰, 蔡旭 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)