[發明專利]一種前級為雙Buck?Boost的高頻鏈矩陣式逆變器拓撲及調制方法

在審

• 申請號: 201710388549.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107147320A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 閆朝陽;梁晨陽;孫喆;李建霞;李春蕾
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 李合印

1.一種前級為雙Buck-Boost的高頻鏈矩陣式逆變器拓撲，其特征在于：所述逆變器拓撲由直流輸入電壓U_i、功率開關管S₁、功率開關管S₂、功率開關管S₃、功率開關管S₄、電感L₁、電感L₂、電容C₁、電容C₂、可控開關管S_p1、可控開關管S_p2、可控開關管S_p3、可控開關管S_p4、可控開關管S_n1、可控開關管S_n2、可控開關管S_n3、可控開關管S_n4、高頻變壓器T、電感L_f、電容C_f和負載R組成；

具體連接方式如下：

直流輸入電壓U_i的正極與功率開關管S₁的漏極以及功率開關管S₃的漏極相連，功率開關管S₁的源極分別與電感L₁的一端和功率開關管S₂的漏極相連，功率開關管S₂的源極分別與電容C₁的一端和變壓器T的原邊一端相連；電感L₁的另一端分別連接電容C₁的另一端、直流輸入電壓U_i的負極；

功率開關管S₃的源極分別與電感L₂的一端和功率開關管S₄的漏極相連，功率開關管S₄的源極分別于電容C₂的一端和變壓器T的原邊另一端相連；電感L₂的另一端分別連接電容C₂的另一端、直流輸入電壓U_i的負極；直流輸入電壓U_i的負極與地相連；

高頻變壓器T副邊的一端分別與可控開關管S_p1的集電極、可控開關管S_p2的集電極相連，可控開關管S_p1的發射極與可控開關管S_n1的發射極相連，可控開關管S_p2的發射極與可控開關管S_n2的發射極相連；

變壓器T副邊的另一端分別與可控開關管S_n3的集電極、可控開關管S_n4的集電極相連，可控開關管S_n3的發射極與可控開關管S_p3的發射極相連，可控開關管S_n4的發射極與可控開關管S_p4的發射極相連；

可控開關管S_n1的集電極與可控開關管S_p3的集電極相連，并與電感L_f的一端相連；可控開關管S_n2的集電極與可控開關管S_p4的集電極相連，并與電容C_f的一端和負載R的一端相連；電感L_f的另一端分別與電容C_f的另一端和負載R的另一端相連。

2.一種基于權利要求1所述一種前級為雙Buck-Boost的高頻鏈矩陣式逆變器拓撲的前后級協同調制方法，前級是PWM相位相差180°的調制方法，其特征在于：雙Buck-Boost逆變器的兩個功率開關管S₂、S₄通過兩路相位相差180°的PWM波來驅動，功率開關管S₁、S₃的PWM驅動波形相同，其頻率是S₂、S₄驅動波形的2倍，S₂、S₄的驅動波形是由S₁、S₃的PWM驅動波形和兩個PWM方波V₁、V₂邏輯與運算得到的，V₁、V₂的頻率與S₂、S₄驅動波形的頻率相同；后級是解結耦單極性調制方法，將可控開關管S_p1、可控開關管S_p2、可控開關管S_p3、可控開關管S_p4、可控開關管S_n1、可控開關管S_n2、可控開關管S_n3、可控開關管S_n4組成的矩陣變換器中的開關管等效成兩組普通的逆變器進行控制，把矩陣變換器的左右橋臂分別用兩個相位相差180°的正弦調制波與鋸齒載波比較產生四路SPWM脈沖，再與驅動前級開關管所用到的兩個PWM方波V₁、V₂進行邏輯組合控制矩陣變換器；

雙Buck-Boost逆變器產生占空比恒定的方波信號，前級輸出為正時，矩陣變換器正組工作；輸出為負時，矩陣變換器負組工作；通過解結耦單極性調制策略，矩陣變換器輸出高頻SPWM脈沖，經過LC濾波后得到工頻正弦波。