单相电流型逆变器、逆变电路及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种单相电流型逆变器、逆变电路及其控制方法，单相电流型逆变电路包括输入电感、调制单元，以及，第一开关单元至第六开关单元，其中，调制单元获取外部电源的第一电压值和两个输出端之间的第二电压值，以及，根据第一电压值、第二电压值和预设的逆变周期，对第一开关单元至第六开关单元的开关状态进行控制，切换单相电流型逆变电路的工作模态，第一电压值高于第二电压值时，输入电感在每个逆变周期内均有充电和放电过程，使得输入电感体积大大减小，降低了系统导通损耗和开关损耗，减小了电源体积，提高系统功率密度。提高系统功率密度。提高系统功率密度。

【技术实现步骤摘要】
单相电流型逆变器、逆变电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种单相电流型逆变器、逆变电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]传统电流型逆变器在直流侧串联大电感，由于直流侧电流基本无脉动，因此，可将大电感近似看成直流电流源。与电压型逆变器相比，电流型逆变器具有升压特性，而且，电流型逆变器的储能元件为电感，系统寿命要比储能元件为电解电容的电压型逆变器长。
[0003]然而，当传统电流型逆变器的直流侧输入电压高于交流侧输出电压时，直流侧输入电感会一直处于充电状态，电感电流持续上升，使得直流侧输入电感磁芯易于饱和。当电路进入稳态时，过大的电感电流会增加系统损耗，降低系统的功率密度。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种单相电流型逆变器、逆变电路及其控制方法，以克服目前当电路进入稳态时，过大的电感电流会增加电流型逆变器的损耗，降低功率密度的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种单相电流型逆变电路，包括：输入电感、调制单元，以及，第一开关单元至第六开关单元；
[0007]所述输入电感的第一端同时与外部电源的第一端、所述第一开关单元的第一端、第二开关单元的第一端相连，所述输入电感的第二端同时与第三开关单元的第二端、第四开关单元的第二端相连；
[0008]所述第二开关单元的第二端同时与所述第三开关单元的第一端、第五开关单元的第二端相连，并作为第一输出端；
[0009]所述第四开关单元的第一端同时与所述第一开关单元的第二端、所述第六开关单元的第二端相连，并作为第二输出端；
[0010]所述第五开关单元的第一端同时与所述第六开关单元的第一端、所述外部电源的第二端相连；
[0011]所述第一开关单元至所述第六开关单元的第三端与所述调制单元的控制端一一相连；
[0012]所述调制单元，用于获取所述外部电源的第一电压值和所述第一输出端与第二输出端之间的第二电压值，以及，根据所述第一电压值、所述第二电压值和预设的逆变周期，控制所述第一开关单元至第六开关单元的开关状态，切换所述单相电流型逆变电路的工作模态，以使所述第一电压值大于所述第二电压值时，所述输入电感在每个逆变周期内均有充电和放电过程。
[0013]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，所述第一输出端与第二输出端之间
并联连接一个负载单元，所述负载单元包括并联连接的输出电容和负载。
[0014]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，所述单相电流型逆变电路的工作模态至少包括第一工作模态至第五工作模态；
[0015]其中，当且仅当所述第三开关单元和所述第五开关单元导通时，或者，当且仅当所述第四开关单元和所述第六开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为所述第一工作模态，所述外部电源向所述输入电感充电；
[0016]当且仅当所述第一开关单元和所述第三开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第二工作模态，所述输入电感放电且以第一方向为所述负载单元供电；
[0017]当且仅当所述第三开关单元和所述第六开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第三工作模态；若所述第一电压值小于所述第二电压值，所述输入电感放电；若所述第一电压值大于所述第二电压值，所述输入电感充电；所述外部电源和所述输入电感均以所述第一方向为所述负载单元供电；
[0018]当且仅当所述第二开关单元和所述第四开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第四工作模态，所述输入电感放电且以第二方向为所述负载单元供电；
[0019]当且仅当所述第四开关单元和所述第五开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第五工作模态；若所述第一电压值小于所述第二电压值，所述输入电感放电；若所述第一电压值大于所述第二电压值，所述输入电感充电；所述外部电源和所述输入电感均以所述第二方向为所述负载单元供电；
[0020]其中，所述第一方向与所述第二方向方向相反。
[0021]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，若所述调制单元检测到所述第一电压值大于所述第二电压值，所述调制单元，具体用于：当所述逆变周期处于前半周期时，控制所述第一工作模态与所述第二工作模态交替工作；当所述逆变周期处于后半周期时，控制所述第一工作模态和所述第四工作模态交替工作；或者
[0022]当所述逆变周期处于前半周期时，控制所述第二工作模态和所述第三工作模态交替工作；当所述逆变周期处于后半周期时，控制所述第四工作模态和所述第五工作模态交替工作。
[0023]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，若所述调制单元检测到所述第一电压值小于所述第二电压值，所述调制单元，具体用于，当所述逆变周期处于前半周期时，控制所述第一工作模态和所述第三工作模态交替工作；当所述逆变周期处于后半周期时，控制所述第一工作模态和所述第五工作模态交替工作。
[0024]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，所述第一开关单元至所述第六开关单元均由单向导电的可控开关或他们的组合构成。
[0025]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，所述第一开关单元至所述第六开关单元均包括一个二极管和一个可控开关；
[0026]所述二极管阴极作为其所在开关单元的第一端，阳极连接所述可控开关的源极，所述可控开关的漏极作为其所在开关单元的第二端。
[0027]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路，所述负载单元还包括滤波电感；
[0028]所述输出电容通过所述滤波电感与所述负载相连。
[0029]本专利技术还提供了一种单相电流型逆变电路的控制方法，所述单相电流型逆变电路为以上任一项所述的单相电流型逆变电路；所述控制方法包括：
[0030]获取外部电源的第一电压值和所述第一输出端与第二输出端之间的第二电压值；
[0031]根据所述第一电压值、所述第二电压值和预设的逆变周期，对所述第一开关单元至第六开关单元的开关状态进行控制，切换所述单相电流型逆变电路的工作模态，以使所述第一电压值大于所述第二电压值时，所述输入电感在每个逆变周期内均有充电和放电过程。
[0032]进一步地，以上所述的单相电流型逆变电路的控制方法，所述工作模态至少包括第一工作模态至第五工作模态；
[0033]其中，当且仅当所述第三开关单元和所述第五开关单元导通时，或者，当且仅当所述第四开关单元和所述第六开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为所述第一工作模态，所述外部电源向所述输入电感充电；
[0034]当且仅当所述第一开关单元和所述第三开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第二工作模态，所述输入电感放电且以第一方向为所述负载单元供电；
[0035]当且仅当所述第三开关单元和所述第六开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第三工作模态；若所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相电流型逆变电路，其特征在于，包括：输入电感、调制单元，以及，第一开关单元至第六开关单元；所述输入电感的第一端同时与外部电源的第一端、所述第一开关单元的第一端、第二开关单元的第一端相连，所述输入电感的第二端同时与第三开关单元的第二端、第四开关单元的第二端相连；所述第二开关单元的第二端同时与所述第三开关单元的第一端、第五开关单元的第二端相连，并作为第一输出端；所述第四开关单元的第一端同时与所述第一开关单元的第二端、所述第六开关单元的第二端相连，并作为第二输出端；所述第五开关单元的第一端同时与所述第六开关单元的第一端、所述外部电源的第二端相连；所述第一开关单元至所述第六开关单元的第三端与所述调制单元的控制端一一相连；所述调制单元，用于获取所述外部电源的第一电压值和所述第一输出端与第二输出端之间的第二电压值，以及，根据所述第一电压值、所述第二电压值和预设的逆变周期，控制所述第一开关单元至第六开关单元的开关状态，切换所述单相电流型逆变电路的工作模态，以使所述第一电压值大于所述第二电压值时，所述输入电感在每个逆变周期内均有充电和放电过程。2.根据权利要求1所述的单相电流型逆变电路，其特征在于，所述第一输出端与第二输出端之间并联连接一个负载单元，所述负载单元包括并联连接的输出电容和负载。3.根据权利要求2所述的单相电流型逆变电路，其特征在于，所述单相电流型逆变电路的工作模态至少包括第一工作模态至第五工作模态；其中，当且仅当所述第三开关单元和所述第五开关单元导通时，或者，当且仅当所述第四开关单元和所述第六开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为所述第一工作模态，所述外部电源向所述输入电感充电；当且仅当所述第一开关单元和所述第三开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第二工作模态，所述输入电感放电且以第一方向为所述负载单元供电；当且仅当所述第三开关单元和所述第六开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第三工作模态；若所述第一电压值小于所述第二电压值，所述输入电感放电；若所述第一电压值大于所述第二电压值，所述输入电感充电；所述外部电源和所述输入电感均以所述第一方向为所述负载单元供电；当且仅当所述第二开关单元和所述第四开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第四工作模态，所述输入电感放电且以第二方向为所述负载单元供电；当且仅当所述第四开关单元和所述第五开关单元导通时，所述单相电流型逆变电路的工作模态切换为第五工作模态；若所述第一电压值小于所述第二电压值，所述输入电感放电；若所述第一电压值大于所述第二电压值，所述输入电感充电；所述外部电源和所述输入电感均以所述第二方向为所述负载单元供电；其中，所述第一方向与所述第二方向方向相反。4.根据权利要求3所述的单相电流型逆变电路，其特征在于，若所述调制单元检测到所述第一电压值大于所述第二电压值，所述调制单元，具体用于：当所述逆变周期处于前半周
期时，控制所述第一工作模态与所述第二工作模态交替工作；当所述逆变周期处于后半周期时，控制所述第一工作模态和所述第四工作模态交替工作；或者当所述逆变周期处于前半周期时，控制所述第二工作模态和所述第三工作模态交替工作；当所述逆变周期处于后半周期时，控制所述第四工作模态和所述第五工作模态交替工作。5.根据权利要求3所述的单相电流型逆变电路，其特征在于，若所述调制单元检测到所述第一电压值小于所述第二电压值，所述调制单元，具体用于，当所述逆变周期处于前半周期时，控制所述第一工作模态和所述第三工作模态交替工作；当所述逆变周期处于后半周...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洪亮，孙仁杰，李情，岳秀梅，罗安，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：