[发明专利]一种软开关逆变电路及其控制方法

权利要求书

1.一种软开关逆变电路，其特征在于：包括控制电路(6)、直流电源(1)和将直流电转换成交流电的逆变桥(4)，所述直流电源(1)的输出端接分压电路(2)且通过直流母线给逆变桥(4)供电，所述逆变桥(4)与控制电路(6)相接，其特征在于：所述分压电路(2)与逆变桥(4)之间连接有谐振辅助电路(3)，所述谐振辅助电路(3)由两个辅助开关V和Tr、一个单相整流桥、一个电容Cr、1个二极管D和1个电感Lr构成，所述单相整流桥由二极管Dr1、Dr2、Dr3和Dr4构成，所述单相整流桥的一个交流端与分压电路(2)的中点相接，所述单相整流桥的另一个交流端与直流母线的P极相接，所述单相整流桥的一个直流输出端与辅助开关Tr的一端相接，所述单相整流桥的另一个直流输出端与电感Lr的一端相接，所述辅助开关Tr的另一端与电感Lr的另一端相接，所述辅助开关V的一端和二极管D的阴极均与直流电源(1)的正极相接，所述辅助开关V的另一端和二极管D的阳极均与直流母线的P极相接，所述电容Cr的两端分别与直流母线的P极和直流母线的N极相接，所述直流母线的P极与逆变桥(4)的正端相接，所述直流母线的N极与直流电源(1)的负极和逆变桥(4)的负端相接；所述谐振辅助电路(3)与控制电路(6)相接并由控制电路(6)发出的信号dV和dTr控制辅助开关V和Tr的导通和关断。

2.按照权利要求1所述的一种软开关逆变电路，其特征在于：所述辅助开关V和Tr是全控型器件。

3.按照权利要求2所述的一种软开关逆变电路，其特征在于：所述辅助开关V和Tr是功率晶体管、绝缘栅双极晶体管、功率场效应晶体管或智能功率模块。

4.按照权利要求1所述的一种软开关逆变电路，其特征在于：所述二极管D为快恢复二极管或高频二极管。

5.按照权利要求1所述的一种软开关逆变电路，其特征在于：所述电容Cr由并联在直流母线的P极和直流母线的N极之间的多个电容构成。

6.按照权利要求1所述的一种软开关逆变电路，其特征在于：所述逆变桥(4)为H桥或多相桥。

7.一种软开关逆变电路的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、当逆变桥(4)中的功率开关器件需要从一种开关状态转换到另一种开关状态时，控制电路(6)发出控制信号提前导通辅助开关Tr并同时关断辅助开关V，电感Lr和电容Cr发生谐振，使直流母线P极的电压谐振下降，同时，电感Lr上的电流谐振上升，电容Cr上的电压谐振下降，当电容Cr上的电压下降到直流电源(1)电压的一半时，电感Lr上的电流开始下降；

步骤二、当直流母线P极的电压下降至零时，电感Lr上的电流也下降到零，此时，控制电路(6)发出控制信号使辅助开关Tr关断；

步骤三、直流母线P极的电压保持为零，逆变桥(4)中的功率开关器件在控制电路(6)的控制下完成软开关动作；

步骤四、逆变桥(4)中的功率开关器件开关动作完成后，控制电路(6)发出控制信号使辅助开关Tr导通，电感Lr和电容Cr发生谐振，使直流母线P极的电压谐振上升；

步骤五、当直流母线P极的电压上升至直流电源(1)电压时，控制电路(6)发出控制信号使辅助开关V导通，电感Lr上的电流迅速下降；

步骤六、当电感Lr上的电流下降到零后，控制电路(6)发出控制信号使辅助开关Tr关断，逆变桥(4)中的功率开关器件完成从一种开关状态到另一种开关状态的转换。