[发明专利]一种单级升压逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种单级升压逆变器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。包括功率开关管S₁、S₂、S₃、S₄和S₅，二极管D₁、D₂、D₃、电感L₁和电容C₁；电感L₁一端连接输入电源U_in一端，电感L₁另一端与二极管D₁阳极相连；二极管D₁阴极分别连接功率开关管S₁的A端、功率开关管S₂的A端和电容C₁一端；二极管D₂阳极分别连接电容C₁另一端、功率开关管S₃和S₄的C端、二极管D₃阳极；二极管D₂阴极连接功率开关管S₁的C端、功率开关管S₅的A端和输入电源U_in另一端；针对现有技术的升压逆变器存在升压比低的问题，它的集成度高，升压变比较高。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种单级升压逆变器及其控制方法。

背景技术

在当前全球能源供应日益紧张的背景下，可再生能源分布式发电的控制与变换、交流起动机控制、电动汽车驱动、新型起动发电技术等，都离不开电力电子逆变技术。因此，开发高效、高可靠性、高功率密度和小体积的升压逆变技术，具有很大的现实意义。

传统的小功率逆变系统主要由直流升压电路和逆变电路这两级实现，其中逆变电路一般采用全桥式结构，开关器件较多，增加了系统的成本及控制的复杂性，占用空间大，并且由于两级变换影响了整个逆变器的转化效率，导致转化效率较低，升压变比低。

近年来越来越多的学者开始将研究目光转向单级式升压逆变器。2002年彭方正提出了Z源逆变器，解决了传统电压源逆变器的一些不足，Z源逆变器利用上下桥臂功率开关管的可控直通提升了逆变器输入侧直流母线电压，从而提高了输出交流电压，但这种逆变器拓扑结构较复杂、有起动冲击振荡、直流母线电压低于电容电压、电压增益受到直通占空比和调制比限制等不足，离实际应用还有待进一步研究。

文献《ANovel Single Stage Zero Leakage Current Transformer-lessInverter for Grid Connected PV Systems》IEEE2015，公开了一种单级逆变器，该逆变器是由反相和非反相CUK逆变器更换二极管组合而成。由于固有的Cuk变换器的升降压能力，使得输出电压可以高于或低于输入电压，且该逆变器输入电流纹波较低。其不足之处在于，该逆变器出发点是为了降低光伏阵列电压转换中的泄漏电流，开关器件较多，增加了电路的体积，且有2/3的开关器件工作在高频状态下，对开关器件的性能要求高，损耗大，降低了逆变器的效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术的升压逆变器存在升压比低的问题，本发明提供了一种单级升压逆变器。它的集成度高，升压变比较高。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种单级升压逆变器，包括功率开关管S₁、S₂、S₃、S₄和S₅，二极管D₁、D₂、D₃、电感L₁和电容C₁；