一种逆变器和发波控制方法技术

本申请提供了一种逆变器和发波控制方法，该逆变器包括：原边电路，变压器，副边电路，控制器

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器和发波控制方法


[0001]本申请实施例涉及电力
，尤其涉及一种逆变器和发波控制方法
。

技术介绍

[0002]对于副边采用双向开关作为半桥臂进行并网连接的各种变换器，为了控制输出的电压和功率，会对端口电压进行采样
,
由于端口电压和双向开关之间会存在一级或多级滤波电路，因此输出端口的交流电压与双向开关的输出电压之间存在相位和幅度差，无法依赖检测到的输出端口的交流电压对双向开关的输出电压的极性做出准确判断；另一方面，当输出端口的交流电压比较小时，有可能对双向开关的输出电压的极性判断错误，一旦对双向开关的输出电压的极性判断错误，控制器切换开关管的过程中，可能出现双向开关都关闭或都导通的情况，使变压器副边绕组的电流无续流通路或者副边电路的开关管直通的问题，导致开关管损坏
。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种逆变器和发波控制方法，可以保证变压器副边绕组的电流有续流通路以及避免副边电路的开关管出现直通的问题，从而消除了开关管损坏的风险
。
[0004]第一方面，提供了一种逆变器，包括：原边电路，原边电路用于将直流电转换为交流电；变压器，变压器用于对原边电路输出的交流电进行升压或降压；副边电路，副边电路用于对升压或降压后的交流电的频率进行转换并对频率转换后的交流电进行滤波
。
副边电路包括半桥电路和滤波电路，半桥电路包括桥臂和至少两个电容，两个电容串联后与桥臂并联，桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，上半桥臂和下半桥臂的连接点与变压器的副边绕组一端连接，两个电容的连接点与变压器的副边绕组另一端连接，上半桥臂和下半桥臂均包括一组开关管，每组开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反，滤波电路与半桥电路连接并输出交流电压
。
控制器，控制器用于控制桥臂的开关管的导通和关断
。
其中，逆变器包括第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，桥臂中四个开关管中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断，在第二工作模式下，上半桥臂中的两个开关管均导通且下半桥臂中的两个开关管均关断，或者，上半桥臂中的两个开关管均关断且下半桥臂中的两个开关管均导通
。
控制器还用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通
。
[0005]本申请实施例中，由于控制器响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且使得桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起
的开关管损坏的风险
。
[0006]在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中两个开关管与待切换的第二工作模式下导通的两个目标开关管相同的情况下，关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管
。
[0007]本申请实施例中，控制器切换开关管前后，变压器副边绕组的电流的续流通路从三个变为两个，虽然电流少了一条续流通路，但电流始终存在续流通路
。
而且本申请实施例中，控制器直接关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管，导通的开关管从三个变为两个，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险
。
[0008]在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，先关断第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中续流方向与第一工作模式下半桥电路的单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管
。
双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通
。
[0009]本申请实施例中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，控制器分步骤切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路
。
而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险
。
[0010]在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先同时关断第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中的两个开关管，再开通第一工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管
。
双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通
。
[0011]本申请实施例中，在第一工作模式下导通的三个开关管中其中一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，控制器结合流经变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态
。
尤其在流经变压器副边绕组的电流的方向与单向电流通
路中的电流的方向相同的情况下，控制器动作的次数减少
。
[0012]在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种逆变器，其特征在于，包括：原边电路，所述原边电路用于将直流电转换为交流电；变压器，所述变压器用于对所述原边电路输出的交流电进行升压或降压；副边电路，所述副边电路用于对升压或降压后的交流电的频率进行转换并对频率转换后的交流电进行滤波，所述副边电路包括半桥电路和滤波电路，所述半桥电路包括桥臂和至少两个电容，所述两个电容串联后与所述桥臂并联，所述桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，所述上半桥臂和所述下半桥臂的连接点与所述变压器的副边绕组一端连接，所述两个电容的连接点与所述变压器的副边绕组另一端连接，所述上半桥臂和所述下半桥臂均包括一组开关管，每组所述开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组所述开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反，所述滤波电路与所述半桥电路连接并输出交流电压；控制器，所述控制器用于控制所述桥臂的开关管的导通和关断；其中，所述逆变器包括第一工作模式和第二工作模式，在所述第一工作模式下，所述桥臂中四个开关管中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断，在所述第二工作模式下，所述上半桥臂中的两个开关管均导通且所述下半桥臂中的两个开关管均关断，或者，所述上半桥臂中的两个开关管均关断且所述下半桥臂中的两个开关管均导通；所述控制器还用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于所述预设电压阈值的绝对值，控制所述逆变器从所述第一工作模式切换至所述第二工作模式，以使所述桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通
。2.
根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于所述预设电压阈值的绝对值变换为小于等于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第一工作模式下导通的三个开关管中两个开关管与待切换的所述第二工作模式下导通的两个目标开关管相同的情况下，关断所述第一工作模式下导通的三个开关管中除所述目标开关管之外的开关管，以控制所述逆变器从所述第一工作模式切换至所述第二工作模式
。3.
根据权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于所述预设电压阈值的绝对值变换为小于等于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的所述第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，先关断所述第一工作模式下所述半桥电路的双向电流通路中续流方向与所述第一工作模式下所述半桥电路的单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通所述单向电流通路中未导通的开关管，然后关断所述双向电流通路中续流方向与所述单向电流通路的电流方向相同的开关管，以控制所述逆变器从所述第一工作模式切换至所述第二工作模式；所述双向电流通路中，流过所述变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且所述电流流过的所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管均导通；所述单向电流通路中，流过所述副边绕组的电流方向仅有一种，且所述电流流过所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通
。
4.
根据权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于所述预设电压阈值的绝对值变换为小于等于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的所述第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经所述变压器的副边绕组的电流的方向与所述第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先同时关断所述第一工作模式下所述半桥电路的双向电流通路中的两个开关管，再开通所述第一工作模式下所述半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，以控制所述逆变器从所述第一工作模式切换至所述第二工作模式；所述双向电流通路中，流过所述变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且所述电流流过的所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管均导通；所述单向电流通路中，流过所述副边绕组的电流方向仅有一种，且所述电流流过所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通
。5.
根据权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于所述预设电压阈值的绝对值变换为小于等于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的所述第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经所述变压器的副边绕组的电流的方向与所述第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，先关断所述双向电流通路中续流方向与所述单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通所述单向电流通路中未导通的开关管，然后关断所述双向电流通路中续流方向与所述单向电流通路的电流方向相同的开关管，以控制所述逆变器从所述第一工作模式切换至所述第二工作模式；所述双向电流通路中，流过所述变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且所述电流流过的所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管均导通；所述单向电流通路中，流过所述副边绕组的电流方向仅有一种，且所述电流流过所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的逆变器，其特征在于，所述控制器还用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于所述预设电压阈值的绝对值变换为大于所述预设电压阈值的绝对值，控制所述逆变器从所述第二工作模式切换至所述第一工作模式，以使所述桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通
。7.
根据权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于所述预设电压阈值的绝对值变换为大于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第二工作模式下导通的两个开关管与待切换的所述第一工作模式下导通的三个目标开关管中两个开关管相同的情况下，开通所述目标开关管中除已导通的两个开关管之外的开关管，以控制所述逆变器从所述第二工作模式切换至所述第一工作模式
。8.
根据权利要求6或7所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于所述预设电压阈值的绝对值变换为大于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第二工作模式下导通的两个开关管中
仅一个开关管与待切换的所述第一工作模式下导通的三个目标开关管中一个开关管相同的情况下，先开通待切换的所述第一工作模式下所述半桥电路的双向电流通路中续流方向与所述第一工作模式下所述半桥电路的单向电流通路的电流方向相同的开关管，再关断所述单向电流通路中不属于所述目标开关管的开关管，然后开通所述双向电流通路中未导通的开关管，以控制所述逆变器从所述第二工作模式切换至所述第一工作模式；所述双向电流通路中，流过所述变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且所述电流流过的所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管均导通；所述单向电流通路中，流过所述副边绕组的电流方向仅有一种，且所述电流流过所述上半桥臂或所述下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通
。9.
根据权利要求6或7所述的逆变器，其特征在于，所述控制器用于：响应于所述滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于所述预设电压阈值的绝对值变换为大于所述预设电压阈值的绝对值且在所述第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的所述第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同以及流经所述变压器的副边绕组的电流的方向与所述第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先关断所述第一工作模式下所述半桥电路的单向电流通路不属于所述目标开关管中的开关管，再同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛竹，胡耀威，赵钧，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：