[发明专利]一种高增益三开关逆变器及控制方法

说明书

本发明公开了一种高增益三开关逆变器及控制方法。该装置包括：直流电源、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和负载电阻；控制方法是通过调制保证同一时刻只有两个开关管导通，同时保证逆变器输出电压增益以及实现逆变过程。采用本发明的高增益三开关逆变器及控制方法，具有结构简单，开关器件少，输出电压高，双端共地的优点，能够有效抑制高频共模电压和漏电流，并且能够实现高增益电压输出。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别是涉及一种高增益三开关逆变器及控制方法。

背景技术

双端共地具有漏电流小的优点，然而常规的逆变器，由于工作中的高频开关的动作，使得直流侧输入的负极性端与交流侧的参考地端会有高频共模电压的产生，从而产生较大的漏电流，这将降低逆变系统的安全性能和逆变效率，严重时会危及到相关设备和人员的安全。因此漏电流抑制问题是逆变器并网运行中的关键问题，具有重要研究意义。实际中采用传统逆变器拓扑及其调制方法将导致较大漏电流，传统的双端共地电路Buck电路、Boost电路等电路都存在着升压能力不足的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高增益三开关逆变器及控制方法，具有能够有效抑制高频共模电压和漏电流，并且能够实现高增益电压输出的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高增益三开关逆变器，包括：

直流电源、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和负载电阻；

所述直流电源的正极与所述第一电感的输入端连接；所述直流电源的负极分别与所述第一二极管的截止端和所述第二二极管的截止端连接；

所述第一开关管的集电极分别与所述第一电感的输出端和所述第一电容的第一端连接；所述第一开关管的发射极分别与所述第二二极管的导通端、所述第二电感的输出端、所述第四电容的第二端和所述负载电阻的第二端连接；

所述第一电容的第二端分别与所述第一二极管的导通端、所述第二电感的输入端、所述第三电感的输入端和所述第二电容的第一端连接；

所述第二开关管的集电极分别与所述第三电感的输出端和所述第三电容的第一端连接；所述第二开关管的发射极分别与所述第二电容的第二端和第四电感的输入端连接；

所述第三开关管的发射极分别与所述第三电容的第二端和所述第四电感的输出端连接；所述第三开关管的集电极分别与所述第四电容的第一端和所述负载电阻的第一端连接；

所述第一开关管的基极输入第一开关驱动信号；所述第二开关管的基极输入第二开关驱动信号；所述第三开关管的基极输入第三开关驱动信号。

可选的，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感相互耦合。

可选的，所述第三电感与所述第四电感的电感值相同；所述第二电容与所述第三电容的电容值相同。

可选的，所述第一开关管，第二开关管以及第三开关管均为全控型器件。

可选的，所述第一开关管的占空比为D₁；其中，k为所述高增益三开关逆变器的增益系数；

所述第二开关管的占空比为其中，A为所述高增益三开关逆变器的峰值电压增益，t为时间，ω为角速度；

所述第三开关管的占空比为D₃＝2-D₁-D₂。

可选的，所述高增益三开关逆变器包括第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式；