[发明专利]Semi-Z源单相逆变器的调制方法

权利要求书

1.Semi-Z源单相逆变器的调制方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1.建立Semi-Z源逆变器电路拓扑的线性调制算法模型，线性算法模型的建立过程如下：

步骤1.1根据Semi-Z源逆变器工作原理：当开关S₁开通而开关S₂关断时，输入电压给电感L₁充电，则如公式1所示：

当开关S₂开通而开关S₁关断时，电感L₁经开关S₂的反并联的二极管给电容C₁充电，则如公式2所示：

其中，V_L1为电感L₁两端的电压，V_C1为电容C₁两端的电压，I_L2为流过电感L₂的电流，I_C2为流过电容C₂的电流，V_in为输入电压，V_mid为中间段电压，即从电容C₁的负极到开关S₁发射极之间的电压；

步骤1.2计算开关S1的占空比：首先设电容C₁的电容值足够大，其两端的电压视为恒定值，经L₂、C₂滤波后的输出电压如公式3所示：

＝-V_C1D+V_in(1-D) (3)

其中，为在开关周期内的电压V_mid的平均值，D为开关S₁开通时的占空比，V_L1为器件电感L₁两端的电压，V_in为输入电压；

为了实现交流输出，则期望V_mid在开关周期内的平均值如公式4所示：

V_mid＝V_osin(wt) (4)

其中，V_o为期望输出交流电压的幅值，ω为系统角频率、t是实际时间；

将公式4代入公式3中，得出开关S₁的占空比的瞬时值如公式5所示：

电容C₁两端的恒定电压V_C1由S₁占空比的平均值决定，对公式3两端的各个变量求其线周期内的平均值得到公式6：

其中，D_avg表示S₁占空比在一个线周期内的平均值；

对开关S₁的占空比的瞬时值公式5进行积分运算得出：

D_avg＝1/2 (7)

将公式7代入公式6中得出：

V_C1＝V_in (8)

将公式7和公式8代入公式5中得到开关S₁的占空比的瞬时值D如公式9所示：

同理得到，开关S₂占空比D′如公式10所示：

其中，V_in和V_o分别为输入和输出电压，M为系统调制度，ω为系统角频率，t是实际时间；

步骤2.根据步骤1的调制算法要求，确定Semi-Z源逆变器电路拓扑中的电容C₁的电压值，确定电感L₁电流纹波与电容C₁电压纹波的关系；

步骤3.根据步骤1的调制算法要求，结合步骤2得出的电感L₁电流纹波与电容C₁电压纹波的关系，求解电感L₁的电感值需求；

步骤4.结合步骤2和步骤3的电容电压C₁和电感值L₁，代入步骤1建立的调制算法模型中，分别求解开关S₁和开关S₂的占空比，根据占空比确定开关S₁和开关S₂的通断状态。