[發(fā)明專利]基于有源鉗位的開關(guān)電容T源逆變器及調(diào)制方法

有效

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• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107681914B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洪臣;紀(jì)玉亮
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02M7/5387;H02M1/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳昕

基于有源鉗位的開關(guān)電容T源逆變器及調(diào)制方法，涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有Z源逆變器電源電流斷續(xù)、啟動時有較大的諧振電流、升壓能力弱的問題。直流電源的負(fù)極連接耦合電感L的初級繞組L₁₁負(fù)極，耦合電感L初級繞組L₁₁正極同時連接耦合電感L次級繞組L₁₂負(fù)極和絕緣柵雙極型晶體管S₂的發(fā)射極，耦合電感L次級繞組L₁₂正極連接二極管D₂的負(fù)極，二極管D₂的正極連接電容C₁的負(fù)極，電容C₁的正極同時連接絕緣柵雙極型晶體管S₂的集電極、二極管D₁的負(fù)極和絕緣柵雙極型晶體管S₁的集電極，絕緣柵雙極型晶體管S₁的發(fā)射極和二極管D₁的正極同時連接直流電源的正極。本發(fā)明適用于逆變器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于有源鉗位的開關(guān)電容T源逆變器及調(diào)制方法。

背景技術(shù)

近年來，世界范圍內(nèi)的能源供需矛盾日益突出，世界各國尋求新的替代能源。因此，各種綠色能源如燃料電池、光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電得到了廣泛的發(fā)展。但是這些新能源所產(chǎn)生的電能不能直接回饋電網(wǎng)，并且輸出電壓不穩(wěn)定，受到較多條件的限制，縮小了其應(yīng)用范圍。

傳統(tǒng)的逆變器輸出電壓范圍受到限制，交流輸出電壓只能低于直流母線電壓。對一些輸入直流電壓不是很穩(wěn)定的場合，如燃料電池、太陽能電池或者存在直流電壓跌落的場合，不得不增加一級DC/DC升壓電路將直流電壓升高至所需的大小，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，同時降低了系統(tǒng)的效率和可靠性。

Z源逆變器可以克服傳統(tǒng)逆變器的一些不足，為功率逆變技術(shù)提出了一種新的變換器拓?fù)浜屠碚?。圖1給出電壓型Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，Z源逆變器具有一些傳統(tǒng)逆變器所不具備的優(yōu)點，具體可概括為以下幾點：1)能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓變換的功能；2)逆變器與電源之間存在Z源網(wǎng)絡(luò)可抑制直通電流，并能夠?qū)崿F(xiàn)雙級濾波做用；3)逆變器橋臂既可以直通也可以開路，因此由電磁干擾所造成的開關(guān)管誤開通或誤關(guān)斷不會對變換器造成損壞；4)逆變器同一個橋臂的上下開關(guān)管之間不需要加入死區(qū)時間或重疊導(dǎo)通時間，因此輸出波形沒有畸變。

但是，Z源逆變器也存在不足之處，如：1)Z源逆變器的輸入電源電流是處于斷續(xù)狀態(tài)；2)直流升壓因子較小，輸出電壓較高時必須減小調(diào)制比從而增大了功率器件的電壓應(yīng)力。3)在啟動時，直流電源與Z源電容和反并聯(lián)二極管構(gòu)成通路，產(chǎn)生較大的諧振電流，導(dǎo)致器件損壞。由于上述不足，Z源逆變器的應(yīng)用范圍受到限制，因此研究更高性能的阻抗源逆變器具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有Z源逆變器電源電流斷續(xù)、啟動時有較大的諧振電流、升壓能力弱的問題，從而提供基于有源鉗位的開關(guān)電容T源逆變器及調(diào)制方法。

本發(fā)明所述的基于有源鉗位的開關(guān)電容T源逆變器，包括三相逆變器1和輸出濾波器2；

三相逆變器1的交流信號輸出端連接輸出濾波器2的交流信號輸入端，輸出濾波器2的濾波信號輸出端輸出電壓為負(fù)載供電；

還包括基于有源鉗位的開關(guān)電容T源網(wǎng)絡(luò)3；

基于有源鉗位的開關(guān)電容T源網(wǎng)絡(luò)3包括電容C₁、耦合電感L、二極管D₁、二極管D₂、絕緣柵雙極型晶體管S₁和絕緣柵雙極型晶體管S₂；