[發明專利]單相全橋逆變器的SPWM調制方法有效

申請號：	201410294913.9	申請日：	2014-06-26
公開（公告）號：	CN104022673B	公開（公告）日：	2016-10-19
發明（設計）人：	羅宇浩;祁飚杰	申請（專利權）人：	浙江昱能科技有限公司
主分類號：	H02M7/5395	分類號：	H02M7/5395
代理公司：	上海專利商標事務所有限公司 31100	代理人：	徐潔晶
地址：	314050 ***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	單相逆變器 spwm 調制方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及電力轉換設備技術領域，具體來說，本發明涉及一種單相全橋逆變器的SPWM調制方法。

背景技術

單相全橋式電壓型SPWM逆變器，是由正弦脈寬調制(SPWM)產生的開關控制信號去控制功率開關器件的導通和關斷的逆變器。

圖1為現有技術中的一個單相全橋逆變器的主電路的電路示意圖。如圖1所示，該單相全橋逆變器100的主電路包括全橋電路101和低通濾波電路102。全橋電路101的輸入端與一直流母線電壓E相連接，其輸出端經過該低通濾波電路102與一負載相連接。該低通濾波電路102包括濾波電感L和濾波電容C，連接于全橋電路101的輸出端與負載之間，將全橋電路101的輸出電壓v_ab濾波為單相全橋逆變器100的輸出電壓v_o，供所述負載使用。該全橋電路101共包括4個全橋開關管Q1～Q4，它們可以為MOS管或者三極管。

根據單相全橋逆變器的橋臂輸出電壓的極性，正弦脈寬調制可以分為單極性調制方式和雙極性調制方式。其中，圖2為現有技術中的一個單相全橋逆變器的雙極性正弦脈寬調制(SPWM)的波形圖；圖3為現有技術中的一個單相全橋逆變器的單極性正弦脈寬調制(SPWM)的波形圖。在圖2、圖3中，v_ab為全橋電路的輸出電壓，+E和-E分別為正的母線直流電壓和負的母線直流電壓，ω_c為逆變器的工作頻率，t為時間。

對于傳統的單相全橋雙極性SPWM調制方式，四個全橋開關管Q1～Q4均為高頻工作，其優點是輸出電壓調節方便。但存在的問題是：全橋雙極性SPWM四個全橋開關管Q1～Q4都是以高頻工作，各全橋開關管的開關損耗較大，存在很大的開關諧波，電磁干擾大。

對于傳統的單相全橋單極性SPWM調制方式，一對橋臂上的兩個全橋開關管Q1和Q2是以高頻工作，另外一對橋臂上的兩個全橋開關管Q3和Q4是以工頻工作，所以各全橋開關管的開關損耗較小，可以提高逆變器的轉換效率，電磁干擾小，無高頻開關諧波。但存在的主要問題為：由于輸出濾波電感L和濾波電容C和負載變化引入的全橋電路的輸出電壓v_ab與逆變器的輸出電壓v_o相位變化，閉環控制(PID)引入的相位變化，使得調制波與輸出電壓存在相位差，輸出電壓/電流存在過零畸變。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種單相全橋逆變器的SPWM調制方法，使得逆變器既具有較低的開關損耗，又不存在過零畸變。

為解決上述技術問題，本發明提供一種單相全橋逆變器的SPWM調制方法，所述單相全橋逆變器包括一主電路和一控制系統，所述SPWM調制方法包括步驟：

A.所述控制系統檢測一調制電壓與所述單相全橋逆變器的一輸出電壓是否同相；當所述調制電壓與所述輸出電壓不同相時，執行下述步驟B；當所述調制電壓與所述輸出電壓同相時，執行下述步驟C；

B.所述控制系統啟動雙極性的SPWM調制方式；

C.所述控制系統啟動單極性的SPWM調制方式；以及

D.返回上述步驟A，循環執行。

可選地，所述單相全橋逆變器的主電路包括：

全橋電路，其輸入端與一直流母線電壓相連接，其輸出端與一負載相連接。

可選地，所述單相全橋逆變器的主電路還包括：

低通濾波電路，連接于所述全橋電路的輸出端與所述負載之間，將所述全橋電路的輸出電壓濾波為所述單相全橋逆變器的輸出電壓，供所述負載使用。

可選地，所述低通濾波電路包括濾波電感和濾波電容。