[发明专利]一种漏感能量回馈型纹波抑制逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种漏感能量回馈型纹波抑制逆变器及其控制方法。该逆变器主电路拓扑包括直流电源、输入电容、原边开关管、辅助开关管、辅助二极管、辅助电容、隔离变压器、副边开关管、中间直流母线电容、第一逆变桥臂、第二逆变桥臂及滤波电路；其控制方法为：逆变桥臂输入电流采样值、中间直流母线电压采样值经过电流基准生成模块获得电流参考，再通过调制波生成模块、PWM控制电路、过零比较器以及逻辑电路，从而控制隔离变压器绕组上的电流跟踪其参考值。本发明在逆变器的直直变换环节加入了由辅助开关管、辅助二极管和辅助电容构成的辅助电路，可以有效的抑制直流电源输入侧低频电流纹波，同时可以为变压器漏感能量提供回馈通路。

技术领域

本发明涉及一种漏感能量回馈型纹波抑制逆变器及其控制方法，属于隔离、微型逆变器，其利用增加的辅助电路来实现低频电流纹波的抑制。

背景技术

在新能源及其它分布式发电系统中，为获得负载所需的高压交流电，逆变器一般都带有前级直流变换器。对于这种系统，输出功率中含有的两倍输出频率功率脉动反馈到直流输入侧表现为低频电流纹波，影响蓄电池、燃料电池等输入源的使用寿命，严重时会影响直流输入电源系统的稳定性。传统方法采用大电解电容来平衡功率脉动，从而达到抑制电流纹波的目的，然而电解电容寿命有限，限制了逆变器的整体寿命。近年来，出现了很多缓冲功率脉动的方法，特别是通过增加额外的辅助电路可以实现直流输入侧电流纹波的抑制。Fukushima K，Norigoe I，Shoyama M，et al，“Input current-ripple considerationfor the pulse-link DC-AC converter for fuel cells by small series LCcircuit”，Proceedings of IEEE 24th Annual Applied Power Electronics Conferenceand Exposition，2009：447-451提出了通过加入LC串联谐振电路，并将其谐振频率设计为两倍输出频率的方案，如附图1所示，有效的抑制了直流输入侧电流纹波，但所需的电感值和电容值都比较大，严重降低系统的功率密度，且限制了系统的使用寿命。Kwon J，Kim E，Kwon B，Nam K，“High-Efficiency Fuel Cell Power Conditioning System With InputCurrent Ripple Reduction”，IEEE Transaction on Industry Electronics，2009，56(3)：826-834利用电力电子变换器的高频特性，控制主功率管的占空比，在实现电压变换所需的占空比基础上再加上一个变化的占空比量来抑制输入侧电流纹波，提高燃料电池的利用率，如附图2所示，但该方案控制精度要求高，且控制算法复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述逆变器所存在的技术缺陷提供一种漏感能量回馈型纹波抑制逆变器及其控制方法，既实现了电能变换，又抑制了直流输入侧低频电流纹波，并为变压器漏感能量提供回馈通路。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：