[发明专利]可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器的开关控制方法

权利要求书

1.可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器的开关控制方法，其特征在于，基于可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器，包括直流电容支路(1)、桥臂开关组(2)、续流开关组(3)和辅助谐振网络(4)；

所述的直流电容支路(1)由第一直流电容(C_dc1)和第二直流电容(C_dc2)组成；

所述的桥臂开关组(2)由第一功率开关管(S₁)和第一功率二极管(D₁)的并联组合、第二功率开关管(S₂)和第二功率二极管(D₂)的并联组合、第三功率开关管(S₃)和第三功率二极管(D₃)的并联组合及第四功率开关管(S₄)和第四功率二极管(D₄)的并联组合构成；

所述的续流开关组(3)由第五功率开关管(S_f1)和第五功率二极管(D_f1)的并联组合、第六功率开关管(S_f2)和第六功率二极管(D_f2)的并联组合、第七功率开关管(S_f3)和第七功率二极管(D_f3)的并联组合及第八功率开关管(S_f4)和第八功率二极管(D_f4)的并联组合构成；

所述的辅助谐振网络(4)由第一辅助功率开关管(S_1a)和第一辅助功率二极管(D_1a)的并联组合、第二辅助功率开关管(S_1b)和第二辅助功率二极管(D_1b)的并联组合、第三辅助功率开关管(S_2a)和第三辅助功率二极管(D_2a)的并联组合、第四辅助功率开关管(S_2b)和第四辅助功率二极管(D_2b)的并联组合、第一辅助谐振电容(C_1a)、第一辅助谐振电感(L_1a)、第二辅助谐振电容(C_2a)、第二辅助谐振电感(L_2a)构成；

所述第一功率开关管(S₁)、第二功率开关管(S₂)、第三功率开关管(S₃)、第四功率开关管(S₄)、第五功率开关管(S_f1)、第六功率开关管(S_f2)、第七功率开关管(S_f3)、第八功率开关管(S_f4)、第一辅助功率开关管(S_1a)、第二辅助功率开关管(S_1b)、第三辅助功率开关管(S_2a)、第四辅助功率开关管(S_2b)为全控型器件；

所述第一直流电容(C_dc1)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S₁)和第三功率开关管(S₃)的集电极、第一功率二极管(D₁)和第三功率二极管(D₃)的阴极、以及第一辅助功率开关管(S_1a)的集电极和第一辅助功率二极管(D_1a)的阴极；第二直流电容(C_dc2)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S₂)和第四功率开关管(S₄)的发射极、第二功率二极管(D₂)和第四功率二极管(D₄)的阳极、以及第二辅助功率开关管(S_2a)的发射极和第二辅助功率二极管(D_2a)的阳极；

所述第一功率开关管(S₁)的发射极分别与第一功率二极管(D₁)的阳极、第二功率开关管(S₂)的集电极、第二功率二极管(D₂)的阴极、第五功率开关管(S_f1)的发射极、第五功率二极管(D_f1)的阳极、第六功率开关管(S_f2)的集电极、第六功率二极管(D_f2)的阴极相连接，以及连接第一进网滤波电感(L₁)的一端；第三功率开关管(S₃)的发射极分别与第三功率二极管(D₃)的阳极、第四功率开关管(S₄)的集电极、第四功率二极管(D₄)的阴极、第七功率开关管(S_f3)的发射极、第七功率二极管(D_f3)的阳极、第八功率开关管(S_f4)的集电极、第八功率二极管(D_f4)的阴极相连接，以及连接第二进网滤波电感(L₂)的一端；

所述第五功率开关管(S_f1)的集电极分别与第五功率二极管(D_f1)的阴极、第七功率开关管(S_f3)的集电极、第七功率二极管(D_f3)的阴极、以及第一辅助谐振电感(L_1a)的第一端、第一辅助谐振电容(C_1a)的第一端相连接；第六功率开关管(S_f2)的发射极分别与第六功率二极管(D_f2)的阳极、第八功率开关管(S_f4)的发射极、第八功率二极管(D_f4)的阳极、以及第二辅助谐振电感(L_2a)的第一端、第二辅助谐振电容(C_2a)的第一端相连接；

所述第一辅助功率开关管(S_1a)的发射极分别与第一辅助功率二极管(D_1a)的阳极、第二辅助功率开关管(S_1b)的集电极、第二辅助功率二极管(D_1b)的阴极和第一辅助谐振电感(L_1a)的第二端相连接；第三辅助功率开关管(S_2a)的集电极分别与第三辅助功率二极管(D_2a)的阴极、第四辅助功率开关管(S_2b)的发射极、第四辅助功率二极管(D_2b)的阳极和第二辅助谐振电感(L_2a)的第二端相连接；

所述第一直流电容(C_dc1)的负端分别连接第二直流电容(C_dc2)的正端、第二辅助功率开关管(S_1b)的发射极和第二辅助功率二极管(D_1b)的阳极、第四辅助功率开关管(S_2b)的集电极和第四辅助功率二极管(D_2b)的阴极、以及第一辅助谐振电容(C_1a)的第二端和第二辅助谐振电容(C_2a)的第二端；

具体过程如下：

以调制波过零点和参考电流过零点为分界点进行区域划分，每个工频周期被分为四个区域，不同区域内的开关控制时序不同；

在调制波为正且参考电流为正的区域，第一功率开关管(S₁)和第四功率开关管(S₄)具有相同的驱动时序，并按SPWM方式高频动作；第一辅助功率开关管(S_1a)和第三辅助功率开关管(S_2a)具有相同的驱动时序，每个开关周期其开通时刻先于第一功率开关管(S₁)的开通时刻，关断时刻与第一功率开关管(S₁)的开通时刻一致；第五功率开关管(S_f1)与第八功率开关管(S_f4)一直导通；其余功率开关管一直关断；

在调制波为正且参考电流为负的区域，第一功率开关管(S₁)和第四功率开关管(S₄)具有相同的驱动时序，并按SPWM方式高频动作；第六功率开关管(S_f2)与第七功率开关管(S_f3)具有相同的驱动时序，并按与第一功率开关管(S₁)准互补的方式高频动作，每个开关周期其开通时刻滞后于第一功率开关管(S₁)的关断时刻，其关断时刻先于第一功率开关管(S₁)的开通时刻；第一辅助功率开关管(S_1b)和第三辅助功率开关管(S_2b)具有相同的驱动时序，每个开关周期其开通时刻与第一功率开关管(S₁)的关断时刻一致，其关断时刻与第六功率开关管(S_f2)的开通时刻一致；其余功率开关管一直关断；

在调制波为负且参考电流为负的区域，第二功率开关管(S₂)和第三功率开关管(S₃)具有相同的驱动时序，并按SPWM方式高频动作；第一辅助功率开关管(S_1a)和第三辅助功率开关管(S_2a)具有相同的驱动时序，每个开关周期其开通时刻先于第二功率开关管(S₂)的开通时刻，关断时刻与第二功率开关管(S₂)的开通时刻一致；第六功率开关管(S_f2)与第七功率开关管(S_f3)一直导通；其余功率开关管一直关断；

在调制波为负且参考电流为正的区域，第二功率开关管(S₂)和第三功率开关管(S₃)具有相同的驱动时序，并按SPWM方式高频动作；第五功率开关管(S_f1)与第八功率开关管(S_f4)具有相同的驱动时序，并按与第二功率开关管(S₂)准互补的方式高频动作，每个开关周期其开通时刻滞后于第二功率开关管(S₂)的关断时刻，其关断时刻先于第二功率开关管(S₂)的开通时刻；第一辅助功率开关管(S_1b)和第三辅助功率开关管(S_2b)具有相同的驱动时序，每个开关周期其开通时刻与第二功率开关管(S₂)的关断时刻一致，其关断时刻与第五功率开关管(S_f1)的开通时刻一致；其余功率开关管一直关断。