[發明專利]一種具有功率解耦的極性反轉輸出型逆變器及其控制方法

有效

• 申請號: 201611086514.9
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108123634B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 陳仲;袁濤;章修齊;許亞明
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/14;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有功率解耦的極性反轉輸出型逆變器，包括直流電源(V_in)、輸入電容(1)、隔離變壓器(2)、原邊開關管(3)、截止二極管(4)、濾波電容(5)、極性反轉逆變橋(6)、輸出濾波電路(7)及電網(8)，其中直流電源(V_in)的正極接輸入電容(1)的一端，直流電源的負極分別接輸入電容(1)的另一端和原邊開關管(3)的發射極，原邊開關管(3)的集電極接隔離變壓器(2)的原邊繞組異名端，極性反轉逆變橋(6)包括兩個晶閘管和兩個開關管，第一晶閘管的陽極和第二晶閘管的陽極相連構成極性反轉逆變橋(6)的正輸入端，第一開關管的發射極和第二開關管的發射極相連構成極性反轉逆變橋(6)的負輸入端，第一晶閘管的陰極和第一開關管的集電極相連構成極性反轉逆變橋(6)的正輸出端，第二晶閘管的陰極和第二開關管的集電極相連構成極性反轉逆變橋(6)的負輸出端，隔離變壓器(2)副邊繞組的非同名端和截止二極管(4)的陽極相連接，隔離變壓器(2)副邊繞組的同名端、濾波電容(5)的一端和極性反轉逆變橋(6)的負輸入端相連接，截止二極管(4)的陰極、濾波電容(5)的另一端和極性反轉逆變橋(6)的正輸入端相連接，輸出濾波電路(7)包括一個輸出濾波電感和一個輸出濾波電容，輸出濾波電感的一端、輸出濾波電容的一端和極性反轉逆變橋(6)的正輸出端相連接，輸出濾波電感的另一端和電網(8)的一端相連接，電網(8)的另一端、輸出濾波電容的另一端和極性反轉逆變橋(6)的負輸出端相連接，其特征在于：

還包括解耦電路(9)，其中解耦電路(9)包括解耦電感、解耦電容、兩個解耦二極管和三個解耦開關管，第一解耦開關管的集電極、第一解耦二極管的陽極和直流電源(V_in)的正極相連接，第一解耦二極管的陰極、第二解耦開關管發射極和隔離變壓器(2)原邊繞組的同名端相連接，第二解耦開關管的集電極、解耦電容的一端和第二解耦二極管的陰極相連接，第二解耦二極管的陽極、直流電源(V_in)的陰極和解耦電感的一端相連接，解耦電感的另一端、第一解耦開關管的發射極、解耦電容的另一端和第三解耦開關管的發射極相連接，第三解耦開關管的集電極和隔離變壓器(2)原邊繞組的異名端相連接。

2.如權利要求1所述的具有功率解耦的極性反轉輸出型逆變器，其特征在于，該逆變器的控制方法包括以下步驟：

步驟A，檢測輸入電壓信號，輸入電流信號，解耦電容電壓信號，電網電壓信號；

步驟B，將步驟A得到的電網電壓信號輸入PLL模塊，獲得與電網電壓同頻同相的單位正弦波信號；

步驟C，將步驟A得到的輸入電壓信號和輸入電流信號接入MPPT模塊，獲得最大直流輸入功率；

步驟D，將步驟A得到的解耦電容電壓信號輸入電壓環路，獲得解耦電容電壓擾動信號；

步驟E，將步驟A得到的解耦電容電壓信號、步驟B得到的單位正弦波信號、步驟C得到的最大直流輸入功率和步驟D得到的解耦電容電壓擾動信號輸入電流基準運算電路得到輸入電流基準和原邊電流基準；

步驟F，將步驟E得到的輸入電流基準和原邊電流基準接入調制信號生成電路，獲得第一、第二、第三、第四、第五調制波信號；

步驟G，將步驟F得到的第一、第二、第三、第四調制波信號接入PWM控制電路，獲得第一、第二、第三、第四邏輯信號；

步驟H，將步驟F得到的第五調制波信號接入過零比較器，獲得第五邏輯信號；

步驟I，將步驟A得到的電網電壓信號接入過零比較器，獲得第六邏輯信號；

步驟J，將前述第六邏輯信號輸入邏輯電路，在邏輯電路中第六邏輯信號先直接輸出得到極性反轉逆變橋的第一晶閘管和第二開關管的控制信號，再經過邏輯非門得到極性反轉逆變橋的第二晶閘管和第一開關管的控制信號；

將前述第一、第三、第五邏輯信號分別輸入邏輯電路，在邏輯電路中第五邏輯信號接入邏輯非門后，和第三邏輯信號一同接入邏輯與門，同時第一和第五邏輯信號接入邏輯與門，再將邏輯與門得到的信號一同接入邏輯或門，獲得原邊開關管的控制信號；

將前述第一、第二、第五邏輯信號分別輸入邏輯電路，在邏輯電路中第一和第五邏輯信號接入邏輯與門，再接入邏輯非門后，最后和第二、第五邏輯信號一同接入邏輯與門，獲得第一解耦開關管的控制信號；

將前述第三、第四、第五邏輯信號分別輸入邏輯電路，在邏輯電路中第五邏輯信號接入邏輯非門，和第三邏輯信號一同接入邏輯與門后，再經過邏輯非門，和第四邏輯信號、以及將第五邏輯信號接入非門后得到的信號一同接入邏輯與門，獲得第二和第三解耦開關管的控制信號。