[发明专利]一种分数阶D类并联谐振逆变器及参数优化设计方法

权利要求书

1.一种分数阶D类并联谐振逆变器，其特征在于：包括分数阶并联谐振电路、逆变电路和负载电路，所述分数阶并联谐振电路包括分数阶谐振电容C_α和与其串联的分数阶谐振电感L_β，所述逆变电路包括功率开关管S₁、功率开关管S₂、分别与功率开关管S₁和功率开关管S₂并联的门极驱动信号v_GS1和门极驱动信号v_GS2、分别与功率开关管S₁和功率开关管S₂并联的二极管v_DS1和二极管v_DS2、直流电压源V_i，所述负载电路包括直流阻断电容C_cα、高频变压器T和负载R_L，所述直流电压源经逆变电路逆变输出后接入分数阶并联谐振电路实现将直流电逆变为交流电的功能，功率开关管S₁和功率开关管S₂顺向串联，功率开关管S₁和功率开关管S₂的两端设有直流电压源V_i并与功率开关管S₁和功率开关管S₂串联，在功率开关管S₂两端引出逆变输出电压，在该逆变输出电压两端串联有分数阶谐振电容C_α和分数阶谐振电感L_β，在分数阶谐振电容C_α两端引出谐振电压，在该谐振电压两端串入直流阻断电容C_cα及高频变压器T，在功率开关管S₁和功率开关管S₂两端接入反并联二极管v_DS1和二极管v_DS2，并在功率开关管S₁和功率开关管S₂的栅极和发射极间接入对应的门极驱动信号v_GS1和门极驱动信号v_GS2，通过功率开关管S₁、功率开关管S₂、门极驱动信号v_GS1和门极驱动信号v_GS2、二极管v_DS1和二极管v_DS2将直流电压源V_i的能量，经并联分数阶谐振电路使得输出电压为正弦波；在经过高频变压器T的副边接入负载R_L，工作原理为通过门极驱动信号使两个功率开关管轮流导通形成两个工作模态。

2.根据权利要求1所述的分数阶D类并联谐振逆变器，其特征在于：所述分数阶谐振电容的电压、电流微分关系满足：相位关系满足：其中，i_C为分数阶谐振电容电流，v_C为分数阶谐振电容电压，α为分数阶谐振电容的阶次，α为大于零的正数，C_α为分数阶谐振电容的电容量。

3.根据权利要求1所述的分数阶D类并联谐振逆变器，其特征在于：所述分数阶谐振电感的电压、电流微分关系满足：相位关系满足：其中，v_L为分数阶谐振电感的电压，i_L为分数阶谐振电感的电流，β为分数阶谐振电感的阶次，β为大于零的正数，L_β为分数阶谐振电感的电感量。

4.一种如权利要求1-3任一项分数阶D类并联谐振逆变器的参数优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)计算谐振频率与分数阶谐振电容的阶次α、分数阶谐振电感的阶次β的关系；(2)计算谐振电路中输入端电压与分数阶谐振电容的阶次α、分数阶谐振电感的阶次β的关系；(3)计算功率的传输效率与分数阶谐振电容的阶次α、分数阶谐振电感的阶次β的关系。