[发明专利]一种单相DC-AC变换器的双向零电压开关调制方法

说明书

本发明公开的一种单相DC‑AC变换器的双向零电压开关调制方法，该调制方法通过电网电压与电流的乘积判断当前变换器工作模式。将正弦脉冲宽度调制的调制波进行全波整流后经过选择开关输入正向或反向零电压脉冲模块。变换器工作在逆变模式，选择正向零电压脉冲模块，变换器工作在整流模式，选择反向零电压脉冲模块。调制波输入正向或反向零电压脉冲模块后产生桥臂短路信号与辅助开关信号，在变换器换流期间将短路信号作用在主开关上，为谐振电感充磁提供续流回路，以提供足够的谐振能量。本发明结构简单，逆变与整流模式中所有开关器件实现零电压开通，开关损耗小，电路效率高，并能抑制二极管反向恢复，减少电磁干扰。

技术领域

本发明涉及软开关变换器及其调制技术，尤其涉及一种单相DC-AC变换器的双向零电压开关调制方法。

背景技术

单相DC-AC变换器是将直流电转换为单相交流电的装置，常见的拓扑为全桥拓扑，可实现能量的双向流动工作。电路工作在硬开关状态，存在二极管反向恢复现象，器件开关损耗大，限制了工作频率的提高，降低了电路效率并存在电磁干扰。谐振直流母线软开关技术应用于单相DC-AC变换器，能实现器件的零电压开关，减少开关损耗。在正向逆变模式以及反向整流模式，交流电流幅值随相位变化较大，普通的正弦脉冲宽度调制方法难以实现双向全范围软开关。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种单相DC-AC变换器的双向零电压开关调制方法。

单相DC-AC变换器的双向零电压开关调制方法是，提供一个正向零电压(ZVS)脉冲模块，产生一路辅助开关正向调制信号和一路正向桥臂短路信号；提供一个反向零电压(ZVS)脉冲模块，产生一路辅助开关反向调制信号和一路反向桥臂短路信号；计算变换器交流电压电流乘积。当乘积为正，选择正向零电压脉冲模块，当乘积为负，选择反向零电压脉冲模块。根据变换器交流电压电流乘积的极性，将正向零电压脉冲模块输出的正向桥臂短路信号或反向零电压脉冲模块输出的反向桥臂短路信号与倍频SPWM调制模块输出的四路调制信号分别进行逻辑“或”运算。根据变换器交流电压电流乘积的极性，选择正向零电压脉冲模块输出的辅助开关正向调制信号或反向零电压脉冲模块输出的辅助开关反向调制信号作为辅助开关管的驱动信号。

正向零电压脉冲模块共有三个端口，端口1是调制波绝对值输入端口，端口2是正向桥臂短路信号输出端口，端口3是辅助开关正向调制信号输出端口。反向零电压脉冲模块共有三个端口，端口1是调制波绝对值输入端口，端口2是反向桥臂短路信号输出端口，端口3是辅助开关反向调制信号输出端口。

一种单相DC-AC变换器的双向零电压开关调制方法中，单相DC-AC变换器的交流输出电压v_o和输出电流i_o经采样后输入第一乘法器，第一乘法器的输出端与第一比较器的正输入端连接，第一比较器的负输入端为0。第一比较器的输出信号作为选择信号，分别连接第一选择开关、第二选择开关、第三选择开关的端口4。调制波连接同时连接倍频SPWM调制模块的输入端口5和绝对值模块的输入端，绝对值模块的输出端连接第一选择开关的端口3。第一选择开关的端口1与正向零电压脉冲模块的输入端口1连接，第一选择开关的端口2与反向零电压脉冲模块的输入端口1连接。正向零电压脉冲模块的输出端口2与第二选择开关的端口1连接，正向零电压脉冲模块的输出端口3与第三选择开关的端口1连接。反向零电压脉冲模块的输出端口2与第二选择开关的输出端口2连接，反向零电压脉冲模块的输出端口3与第三选择开关的输出端口2连接。第二选择开关的端口3与倍频SPWM调制模块的输出端口1分别连接第一或门的两个输入端，第二选择开关的端口3与倍频SPWM调制模块的输出端口2分别连接第二或门的两个输入端，第二选择开关的端口3与倍频SPWM调制模块的输出端口3分别连接第三或门的两个输入端，第二选择开关的端口3与倍频SPWM调制模块的输出端口4分别连接第四或门的两个输入端。