[發(fā)明專利]一種耦合電感升壓逆變器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711297533.0
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107959429B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琳
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)文天學(xué)院
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M1/12;H02M1/34
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種耦合電感升壓逆變器的控制方法，其特征在于：

耦合電感升壓逆變器包括二極管D₁、D₂、D_S3和D_S4，開關(guān)管S₁、S₂、S₃、S₄和S₅；耦合電感T的原邊繞組N₁和副邊繞組N₂；電容C₁；

二極管D₁陽極連接輸入電源U_in一端，二極管D₁陰極連接耦合電感T的原邊繞組N₁同名端；

耦合電感T的原邊繞組N₁非同名端與開關(guān)管S₁的A端、開關(guān)管S₂的A端和電容C₁一端相連；

開關(guān)管S₁的C端、二極管D₃陰極、開關(guān)管S₅的A端和輸入電源U_in另一端連接；

二極管D₃陽極、二極管D₂陰極和電容C₂一端相連；

電容C₂另一端和耦合電感T的原邊繞組N₂非同名端連接；

耦合電感T的原邊繞組N₂同名端和二極管D₂陽極、電容C₁另一端、開關(guān)管S₃和S₄的C端，二極管D_S3和D_S4陽極連接；

開關(guān)管S₂的C端、開關(guān)管S₃的A端、二極管D_S3陰極連接于節(jié)點a；

開關(guān)管S₄的A端、開關(guān)管S₅的C端和D_S4陰極連接于節(jié)點b；

節(jié)點a和b形成輸出端；

在輸出電壓u_o正半周期內(nèi)，包括模態(tài)一、模態(tài)二與模態(tài)三，模態(tài)一、模態(tài)二與模態(tài)三依次交替運行工作；

模態(tài)一：控制開關(guān)管S₁、S₂、S₄導(dǎo)通，S₃、S₅關(guān)斷，二極管D₁和D₂導(dǎo)通，D₃、D_S3和D_S4關(guān)斷，輸入電源U_in、二極管D₁、耦合電感T的勵磁電感L_m和開關(guān)管S₁構(gòu)成導(dǎo)通回路，耦合電感T的勵磁電感L_m在輸入電源U_in的作用下充電儲能，電流i_Lm線性增加；二極管D₂、電容C₂和耦合電感T的副邊繞組N₂構(gòu)成導(dǎo)通回路，耦合電感T的勵磁電感L_m存儲的能量通過耦合電感T的副邊繞組N₂向電容C₂充電；開關(guān)管S₄、電容C₁、開關(guān)管S₂和濾波器構(gòu)成閉合回路，電容C₁向濾波器和負載R_o供電；

模態(tài)二：控制開關(guān)管S₄導(dǎo)通，開關(guān)管S₁、S₂、S₃、S₅均關(guān)斷，二極管D₁、D₃、D_S3均導(dǎo)通，二極管D₂、D_S4均關(guān)斷，輸入電源U_in、耦合電感T的勵磁電感L_m、電容C₁和C₂、二極管D₁和D₃、耦合電感T的副邊繞組N₂構(gòu)成導(dǎo)通回路，耦合電感T的勵磁電感L_m因承受反向電壓放電，電容C₂放電，輸入電源U_in、耦合電感T的勵磁電感L_m及其副邊、電容C₂串聯(lián)向電容C₁充電，輸入電流I_in不斷減小至零形成模態(tài)三；開關(guān)管S₄、二極管D_S3和濾波器構(gòu)成閉合回路，濾波器向負載R_o供電；

在輸出電壓u_o負半周期內(nèi)，包括模態(tài)四、模態(tài)五與模態(tài)六，模態(tài)四、模態(tài)五與模態(tài)六依次交替運行工作；

模態(tài)四：控制開關(guān)管S₁、S₃、S₅均導(dǎo)通，開關(guān)管S₂、S₄均關(guān)斷，二極管D₁、D₂均導(dǎo)通，二極管D₃、D_S3、D_S4均關(guān)斷，輸入電源U_in、二極管D₁、耦合電感T的勵磁電感L_m和開關(guān)管S₁構(gòu)成導(dǎo)通回路，在輸入電源U_in的作用下，耦合電感T的勵磁電感L_m上的電流i_Lm線性增加；二極管D₂、電容C₂和耦合電感T的副邊繞組N₂構(gòu)成導(dǎo)通回路，耦合電感T的勵磁電感L_m存儲的能量通過耦合電感T的副邊繞組N₂向電容C₂充電；濾波器、開關(guān)管S₃、S₁、S₅和電容C₁構(gòu)成閉合回路，電容C₁向濾波器和負載R_o供電；

模態(tài)五：控制開關(guān)管S₃導(dǎo)通，開關(guān)管S₁、S₂、S₄、S₅均關(guān)斷，二極管D₁、D₃、D_S4均導(dǎo)通，二極管D₂、D_S3均關(guān)斷，輸入電源U_in、耦合電感T的勵磁電感L_m、電容C₁和C₂、二極管D₁和D₃、耦合電感T的副邊繞組N₂構(gòu)成導(dǎo)通回路，耦合電感T的勵磁電感L_m因承受反向電壓放電，電容C₂放電，輸入電源U_in、耦合電感T的勵磁電感L_m及其副邊、電容C₂串聯(lián)向電容C₁充電，輸入電流I_in不斷減小至零形成模態(tài)六；開關(guān)管S₃、二極管D_S4和濾波器構(gòu)成閉合回路，濾波器向負載R_o供電。