[發明專利]原邊單相橋-副邊三相橋高頻鏈逆變器及其數字控制系統和方法

有效

• 申請號: 201310217372.5
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103259434A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 吳云亞;闞加榮;顧春雷;姚志壘;薛迎成;胡國文;陳榮
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M5/293
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

1.一種原邊單相橋-副邊三相橋高頻鏈逆變器，包括輸入電壓U_in，單相橋式電路，其中單相橋式電路包括帶反并二極管的第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管，第一開關管的源極與第三開關管的漏極連接，第二開關管的源極與第四開關管的漏極連接，且第一開關管的漏極連接第二開關管的漏極，第三開關管的源極連接第四開關管的源極；輸入電源的正極連接在第一開關管的漏極與第二開關管的漏極之間；輸入電源的負極連接在第三開關管的源極與第四開關管的源極之間；其特征在于：還包括高頻隔離變壓器、三相橋式電路和LC濾波器；

三相橋式電路包括帶反并二極管的第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第九開關管、第十開關管，第五開關管的源極與第八開關管的漏極連接，第六開關管的源極與第九開關管的漏極連接，第七開關管的源極與第十開關管的漏極連接，第五開關管的漏極連接在第六開關管的漏極與第七開關管的漏極之間，且第八開關管的源極連接在第九開關管的源極與第十開關管的源極之間；

高頻隔離變壓器包括原邊繞組和副邊繞組，其中變壓器原邊繞組為兩個端子，分別為第一端子、第二端子，變壓器副邊為帶中心抽頭的繞組，分別為第三端子、第四端子和第五端子，其中變壓器第一端子連接在第一開關管的源極與第三開關管的漏極之間，變壓器第二端子連接在第二開關管的源極與第四開關管的漏極之間；變壓器第三端子連接在第五開關管的源極與第八開關管的漏極之間，變壓器第四端子連接在第六開關管的源極與第九開關管的漏極之間；?

LC濾波器包括電感L和電容C，其中，電感L的一端連接在第七開關管的源極與第十開關管的漏極之間，電感L的另一端連接在電容C的一端，電容C的另一端連接于上述高頻隔離變壓器的第五端子。

2.一種如權利要求1所述的原邊單相橋-副邊三相橋高頻鏈逆變器的數字控制系統，其特征在于：包括電壓傳感器、電流傳感器和DSP數字控制器；其中DSP數字控制器包括輸出電壓控制環、電感電流控制環、信號調理器、第一選擇開關和第二選擇開關；?

電壓傳感器的輸入端連接在上述電容C的兩端，電流傳感器輸入端與上述電感L相串聯；?

輸出電壓控制環包括第一減法器與輸出電壓調節器，其中第一減法器的正輸入端連接輸出電壓基準值，負輸入端連接電壓傳感器的輸出端，而第一減法器的輸出端連接輸出電壓調節器的輸入端；

電感電流控制環包括第二減法器與電感電流調節器，其中第二減法器的正輸入端連接上述電壓調節器的輸出端，負輸入端連接電流傳感器的輸出端，而第二減法器的輸出端連接電感電流調節器的輸入端；

信號調節器包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，其中信號調節器的第一端子連接上述電感電流調節器的輸出端子，信號調節器的第二端子輸出上述第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管的驅動信號，信號調節器的第三端子輸出上述第五開關管、第六開關管、第七開關管的備用驅動信號，信號調節器的第四端子輸出上述第八開關管、第九開關管、第十開關管的備用驅動信號；?

第一選擇開關包括第一端子、第二端子和第三端子，其中第一選擇開關的第二端子連接低電平“0”信號，第一選擇開關的第三端子連接上述信號調節器的第三端子，而第一選擇開關的第一端子輸出上述第五開關管、第六開關管、第七開關管的驅動信號；?

第二選擇開關包括第一端子、第二端子和第三端子，其中第二選擇開關第二端子連接上述信號調節器的第四端子，第二選擇開關第三端子連接低電平“0”信號，而第二選擇開關的第一端子輸出上述第八開關管、第九開關管、第十開關管的驅動信號。

3.一種如權利要求2所述的原邊單相橋-副邊三相橋高頻鏈逆變器的數字控制方法，其特征在于：

首先采用電壓傳感器檢測高頻鏈逆變器的輸出電壓的反饋信號，采用電流傳感器檢測濾波電感電流的反饋信號，將輸出電壓的基準值與輸出電壓的反饋信號相減，得到輸出電壓誤差信號，將輸出電壓誤差信號作為輸出電壓調節器的輸入信號；而輸出電壓調節器的輸出信號作為電感電流的基準值，將輸出電壓調節器的輸出信號與電感電流的反饋信號作差，得到電感電流的誤差信號，將電感電流的誤差信號作為電感電流調節器的輸入信號，電感電流調節器的輸出信號即為開關管驅動信號的調制波形；

上述電感電流調節器的輸出信號作為信號調理器的輸入信號，連接至信號調理器的第一端子，從信號調理器的第二端子直接輸出第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管的驅動信號，從信號調理器的第三端子輸出第五開關管、第六開關管和第七開關管的備用驅動信號，從信號調理器的第四端子輸出第八開關管、第九開關管和第十開關管的備用驅動信號；

通過第一選擇開關和第二選擇開關來選擇第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第九開關管和第十開關管的實際驅動信號，選取的原則是：當高頻鏈逆變器為正半周時，第五開關管、第六開關管和第七開關管的備用驅動信號即為實際的開關管驅動信號，而開關管第八開關管、第九開關管和第十開關管為關閉狀態；當高頻鏈逆變器為負半周時，第八開關管、第九開關管和第十開關管的備用驅動信號即為實際的開關管驅動信號，而第五開關管、第六開關管和第七開關管為關閉狀態。