谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法技术

谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法属于电力电子技术领域，尤其涉及一种谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法。本发明专利技术提供一种谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法。本发明专利技术包括以下部分:1)当相电流小于零，开关模式为O

【技术实现步骤摘要】
谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，尤其涉及一种谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法。

技术介绍

[0002]软开关技术广泛应用于电压源型逆变器领域。谐振直流环节逆变器是软开关逆变器领域的一个重要研究分支，与辅助谐振极逆变器相比，其拓扑结构更简单，硬件成本更低；与无源软开关逆变器相比，其在轻载下仍能稳定地实现逆变器的软开关。因此谐振直流环节逆变器得到了广泛的关注。
[0003]谐振直流环节(RDCL)逆变器通过辅助电路创造零电压凹槽为主开关管提供零电压切换条件，然而零电压凹槽扩大窄脉冲效应，导致输出电压缺失或者软开关失败的问题。
[0004]在实际谐振直流环节逆变器应用中，无论是采用SPWM调制，还是SVPWM调制，其工作原理是创造零电压凹槽，为主开关管提供零电压切换的条件，从而降低开关管的损耗，提高系统效率。然而在窄脉冲下，其存在软开关失败，或者输出电压丢失的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术就是针对上述问题，提供一种谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括以下部分:
[0007]1)当相电流小于零，开关模式为O
→
P
→
O(P表示单相桥臂的上管开通，下管关断。O表示单相桥臂的上管关断，下管开通。是SVPWM调制方式的常规术语)时；主开关管S1的驱动信号延后关断；在S1开通，主开关管S2(对于开关管S1
‑
S6,见图1，这6个开关管均为主开关管)关断时刻，辅助电路不动作；
[0008]2)当相电流大于零，开关模式为O
→
P
→
O时；将驱动信号主开关管S1提前开通；辅助回路在创造零电压凹槽时，不影响输出电压；
[0009]3)P
→
O
→
P模式下驱动信号；辅助电路动作两次，分别创造主开关管S1的关断与开通的软开关条件，此时辅助电路动作一次，为主开关管S1提供零电压切换的同时，为逆变器输出零电压；将主开关管S1的开关状态保持，只有辅助电路动作(见说明书附图4(c)、4(d)，U
AN
为输出相电压，此时输出的电压分别为E
→0→
E，辅助电路创造的零电压凹槽时，逆变器同样输出零电压，此时主开关管不动作，只动作辅助开关管，控制零电压凹槽的时间来输出零电压矢量)；
[0010]4)当开关模式为O
→
P
→
O时；逆变器输出电压是0
→
E
→
0(当开关模式为O
→
P
→
O时；见说明书附图4(a)、4(b)，U
AN
为输出相电压，此时输出的电压分别为0
→
E
→
0)，辅助电路创造的零电压凹槽时，逆变器实际输出零电压，而理想条件下UAN在P状态是有电压输出的，这导致了窄脉冲下输出电压丢失，因此需要采用本专利技术所提方法对此部分进行补偿，如下。
[0011]作为一种优选方案，本专利技术所述当相电流大于零，开关模式为O
→
P
→
O时；其中T
A
是相调制时间，T
A
‑
是辅助调制时间，U
A
‑
是辅助三角载波，t
n
是窄脉冲下开关管的导通时间，辅助调制时间(T
A
‑
)的计算方法如下：
[0012]T
A
‑
＝T
A
‑
t
h
[0013]t
h
＝t
ac
tanθ
[0014]t
n
<t
ac
<t
notch
[0015]θ为辅助三角载波U
A
‑
的倾斜角，t
h
为相调制时间与辅助调制时间的平移量，t
notch
为零电压凹槽时间，t
ac
表示本方法下主开关管S1的驱动信号的提前导通时间。
[0016]作为另一种优选方案，本专利技术所述当相电流小于零，开关模式为O
→
P
→
O时(见附图10)，其中T
A
是相调制时间，T
A+
是辅助调制时间，U
A+
是辅助三角载波，t
n
是窄脉冲下开关管的导通时间，辅助调制时间(T
A+
)的计算方法如下：
[0017]T
A+
＝T
A
‑
t
h
[0018]t
h
＝t
ad tanθ
[0019]t
n
<t
ad
<t
n
o
tch
[0020]t
dc
＝t
dead
[0021]t
L
＝T
S
/2
‑
t
dead
‑
t
n
/2
[0022]t
ab
＝t
ad
‑
t
dead
‑
t
n
[0023]θ为辅助三角载波U
A
‑
的倾斜角，t
h
为相调制时间与辅助调制时间的平移量，t
notch
为零电压凹槽时间，t
dead
为死区时间，t
ad
为t
notch
与t
n
之间的任一值，T
S
为三角载波的周期，t
L
为辅助三角载波U
A+
为0的部分的持续时间。
[0024]另外，本专利技术所述t
ac
＝4us。
[0025]本专利技术有益效果。
[0026]本专利技术提供的一种谐振直流环节(RDCL)逆变器在窄脉冲下的动作方法，基于辅助调制时间和辅助三角载波的空间矢量脉宽调制(ATAC
‑
SVPWM)方法来消除窄脉冲效应，通过改进驱动信号消除了窄脉冲效应，避免了窄脉冲对开关的影响，为主开关提供了可靠的软开关。
[0027]本专利技术提供的谐振直流环节(RDCL)逆变器在窄脉冲下的动作方法，减少了辅助电路在窄脉冲下的动作次数，降低了辅助电路的损耗，提高了系统效率。
[0028]本专利技术提供的谐振直流环节(RDCL)逆变器在窄脉冲下的动作方法，根据主开关的电流方向和开关方式(O
→
P
→
O或者P
→
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法，其特征在于包括以下部分:1)当相电流小于零，开关模式为O
→
P
→
O时；将驱动信号主开关管S1延后关断；在S1开通，主开关管S2关断时刻，辅助电路不动作；2)当相电流大于零，开关模式为O
→
P
→
O时；主开关管S1的驱动信号提前开通；辅助回路在创造零电压凹槽时，不影响输出电压；3)P
→
O
→
P模式下驱动信号；辅助电路动作两次，分别创造主开关管S1的关断与开通的软开关条件，此时辅助电路动作一次，为主开关管S1提供零电压切换的同时，为逆变器输出零电压；将主开关管S1的开关状态保持，只有辅助电路动作；4)当开关模式为O
→
P
→
O时；逆变器输出电压是0
→
E
→
0，辅助电路创造的零电压凹槽时，逆变器输出零电压。2.根据权利要求1所述谐振直流环节逆变器在窄脉冲下的动作方法，其特征在于所述当相电流大于零，开关模式为O
→
P
→
O时；其中T
A
是相调制时间，T
A
‑
是辅助调制时间，U
A
‑
是辅助三角载波，t
n
是窄脉冲下开关管的导通时间，辅助调制时间(T
A
‑
)的计算方法如下：T
A
‑
＝T
A
‑
t
h
t
h
＝t
actan
θt
n
<t
ac
<t
n
o
tch
θ为辅助三角载波U
A
‑
的倾斜角，t
h
为相调制时间与辅助调制时间的平移量，t
notch
为零电压凹槽时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋家祥，褚恩辉，李晶晶，戈洪瑶，任永辉，王士豪，林晓阳，高林艳，詹承霖，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：