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专利号: 2020111802035
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-12-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可实现软开关的单相单级式升压逆变器,其特征在于,包括第一直流母线电容Cdc1、第二直流母线电容Cdc2、直流电源Uin、第一电感L1、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、升压桥臂、逆变桥臂、滤波电感Lf、滤波电容Cf和交流负载R;

所述升压桥臂包括第一开关管S1和第二开关管S2;

所述逆变桥臂包括第三开关管S3和第四开关管S4;

所述直流电源Uin的正极与所述第一电感L1的一端连接;

所述第一电感L1的另一端与所述第一二极管D1的阳极、所述第二二极管D2的阳极连接;

所述第二二极管D2的阴极与所述第一直流母线电容Cdc1的负极、第二直流母线电容Cdc2的正极、所述第二电感L2的一端连接;

所述第一二极管D1的阴极与所述第二电感L2的另一端、所述第一开关管S1的源极、所述第二开关管S2的漏极、所述滤波电感Lf的一端连接;

所述滤波电感的Lf另一端与所述滤波电容Cf的一端、所述交流负载R的一端连接;

所述交流负载R的另一端与所述滤波电容Cf的另一端、所述第三开关管S3的源极、所述第四开关管S4的漏极连接;

所述直流电源Uin的负极与所述第二开关管S2的源极、所述第四开关管S4的源极、所述第二直流母线电容Cdc2的负极连接;

所述第一直流母线电容Cdc1的正极与所述第一开关管S1的漏极、所述第三开关管S3的漏极连接;

其中,所述升压桥臂和所述逆变桥臂中的所有开关管为自带体二极管的金氧半场效晶体管,或者,为不带体二极管的开关管与二极管反向并联而成;

所述第一电感L1的电流峰峰值ΔIL1、所述第二电感L2的电流峰峰值ΔIL2和所述滤波电感Lf的电流峰峰值ΔILf满足以下条件:上式中,D为第二开关管S2控制信号的占空比,M为调制比,Uin为直流电源电压,Iin为输入电流平均值,Td为死区时间,CS1为第一开关管S1输出寄生电容的容值,CS2为第二开关管S2输出寄生电容的容值,Udc1为第一直流母线电容Cdc1的电压,Udc2为第二直流母线电容Cdc2的电压,R为交流负载阻值。

2.根据权利要求1所述可实现软开关的单相单级式升压逆变器的控制方法,其特征在于,该逆变器采用混合调制方式,所述逆变器的升压桥臂始终工作在PWM方式下,逆变桥臂始终工作在SPWM方式下,且所述升压桥臂的开关频率为逆变桥臂的两倍。

3.根据权利要求2所述可实现软开关的单相单级式升压逆变器的控制方法,其特征在于,所述控制方法具体为:

直流调制信号urdc与第一单极性三角载波uc1经过第一比较器CA1比较,产生第二开关管S2的驱动信号;

将所述第二开关管S2的驱动信号取反作为第一开关管S1的驱动信号;

正弦交流调制信号ur叠加所述直流调制信号urdc后,与第二单极性三角载波uc2经过第二比较器CA2比较,产生第四开关管S4的驱动信号,所述第二单极性三角载波uc2的频率为所述第一单极性三角载波uc1频率的一半;

将所述第四开关管S4的驱动信号取反作为第三开关管S3的驱动信号。

4.根据权利要求3所述的可实现软开关的单相单级式升压逆变器的控制方法,其特征在于:所述可实现软开关的单相单级式升压逆变器的电压增益式中M为调制比,D为第二开关管S2控制信号的占空比。