[发明专利]一种基于断续电流模式的全桥逆变器的轻载效率优化方案

权利要求书

1.一种基于断续电流模式的全桥逆变器的轻载效率优化方法，其特征在于：

主电路拓扑采用全桥逆变电路加LCL滤波器，包括直流输入源(V_DC)、四个开关管(Q₁、Q₂、Q₃、Q₄)、逆变侧电感(L_f)、网侧电感(L_o)、输出电容(C_o)以及电网/负载(V_g)；重载时控制逆变器工作于临界电流模式，电感电流i_Lf处于临界连续状态，轻载时切换为断续电流模式，电感电流i_Lf处于断续状态，并在控制器中根据逆变器实时输出功率由软件计算得到最优关断时间t_off，以此实现当逆变器负载减小时，逆变器自动增大最优关断时间t_offx以降低开关频率，减小开关损耗以提升轻载工作效率；两种工作模式均采用单极性调制策略，开关管Q₁、Q₃高频动作，开关管Q₂、Q₄工频动作，临界电流模式下开关管Q₁与Q₃均可实现零电压开通，断续电流模式下Q₁或Q₃可实现零电压开通与零电流关断。

2.根据权利要求1所述的轻载效率优化方法，其特征在于，当控制器检测到实时输出功率P_o小于预设切换功率P_oset后进行控制方案的切换，预设切换功率P_oset由实验测试效率曲线得到：分别测试逆变器工作于临界电流模式与断续电流模式下的效率曲线，临界电流模式重载效率高，轻载效率低；断续电流模式轻载效率高，重载效率相较临界电流模式低，选择两种工作模式效率达到持平时的功率点作为预设切换功率P_oset，实时输出功率P_o大于预设切换功率P_oset时工作于临界电流模式，实时输出功率P_o小于预设切换功率P_oset时工作于断续电流模式。

3.根据权利要求1、2所述的轻载效率优化方法，其特征在于，通过采样逆变器实时输入电压、输出电压、输出功率以及预设的最低关断频率等参数进行断续电流模式下的最优关断时间的计算，以实现最大程度优化轻载效率，最优关断时间t_offx表达式为：

式中P_o为逆变器实时输出功率，V_DC为直流输入电压，V_o为交流输出电压有效值，L_f为逆变侧电感感值，f_{s_min}为预设最低关断频率。

4.基于权利要求1、2、3所述的轻载效率优化方法，其特征在于：采用数模结合的实现方式，开关管的关断通过比较器对电感电流采样值与理论电感电流峰值i_peak进行比较以触发PWM模块来实现，开关管的开通则通过控制器中软件计算得到关断时间t_off来实现，结合了软件计算与硬件触发以保证电感电流i_Lf的控制效果。