[发明专利]一种高频单相全桥逆变器及其控制方法

权利要求书

1.一种高频单相全桥逆变器，其特征在于，包括主电路和控制电路；所述主电路包括谐振电感、负载和开关管，所述控制电路包括电感电流采样模块、负载电压采样模块和驱动信号生成模块；

所述电感电流采样模块连接谐振电感，用于采集谐振电感的电流；

所述负载电压采样模块连接负载，用于采集负载的电压；

所述驱动信号生成模块连接负载电压采样模块和电感电流采样模块，用于基于所述电压和电流生成驱动信号，驱动开关管导通/关断。

2.根据权利要求1所述的高频单相全桥逆变器，其特征在于，所述开关管为多个，多个开关管构成主电路的H桥结构。

3.根据权利要求1所述的高频单相全桥逆变器，其特征在于，所述开关管包括上开关管Q1、下开关管Q3、上开关管Q2和下开关管Q4；

所述上开关管Q1和下开关管Q3连接，构成第一半桥，所述上开关管Q2和下开关管Q4连接，构成第二半桥；所述第一半桥和第二半桥构成主电路的H桥结构。

4.根据权利要求3所述的高频单相全桥逆变器，其特征在于，所述驱动信号生成模块包括数字信号处理器、第一比较器、第二比较器、RS触发器和死区产生电路；

所述数字信号处理器连接负载电压采样模块，用于基于负载的电压确定上开关管Q2和下开关管Q4的驱动信号以及谐振电感电流的上限和下限；

所述第一比较器的同相输入端连接电感电流采样模块，其反相输入端连接数字信号处理器，输出端连接RS触发器的置位脚，用于将采集的谐振电感的电流和谐振电感电流的上限进行比较；

所述第二比较器的同相输入端连接数字信号处理器，其反相输入端连接电感电流采样模块，输出端连接RS触发器的复位脚，用于将采集的谐振电感的电流和谐振电感电流的下限进行比较；

所述RS触发器用于基于第一比较器的输出结果和第二比较器的输出结果，通过第一输出端输出高电平信号给死区生成电路，并通过第二输出端输出低电平信号给死区生成电路；

所述死区生成电路用于基于高电平信号和低电平信号驱动上开关管Q1和下开关管Q3。

5.根据权利要求3所述的高频单相全桥逆变器，其特征在于，所述上开关管Q1/下开关管Q3的开通时间和关断时间按下式确定：

式中，t_on为上开关管Q1/下开关管Q3的开通时间，t_off为上开关管Q1/下开关管Q3的关断时间，L_s为谐振电感的感值，I_p+为谐振电感的电流的上限，I_p-为谐振电感的电流的下限，V_d为主电路中直流电压源的电压，u_o为负载的电压。

6.根据权利要求5所述的高频单相全桥逆变器，其特征在于，所述I_p+、I_p-的确定，包括：

当谐振电感的电流为临界电流模式时，I_p+、I_p-按下式确定：

当谐振电感的电流为迟滞恒电流模式时，I_p+、I_p-按下式确定：

当谐振电感的电流为迟滞变电流模式时，I_p+、I_p-按下式确定：

式中，ΔI为复位电流，ω为负载的电压角频率，t为时间，I_o,peak为负载的电流峰值，ξ_v为滞环宽度可变系数，且0＜ξ_v＜1。