[發明專利]一種高頻單相全橋逆變器及其控制方法

在審

• 申請號: 201911367134.6
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN113054859A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 任孟干;羅健;曹均正;馬瑞;朱寧輝;燕翚;張加林;顧然;陳保衛;馮麗霞;李庚達;段震清
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;中電普瑞電力工程有限公司;國電新能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種高頻單相全橋逆變器，其特征在于，包括主電路和控制電路；所述主電路包括諧振電感、負載和開關管，所述控制電路包括電感電流采樣模塊、負載電壓采樣模塊和驅動信號生成模塊；

所述電感電流采樣模塊連接諧振電感，用于采集諧振電感的電流；

所述負載電壓采樣模塊連接負載，用于采集負載的電壓；

所述驅動信號生成模塊連接負載電壓采樣模塊和電感電流采樣模塊，用于基于所述電壓和電流生成驅動信號，驅動開關管導通/關斷。

2.根據權利要求1所述的高頻單相全橋逆變器，其特征在于，所述開關管為多個，多個開關管構成主電路的H橋結構。

3.根據權利要求1所述的高頻單相全橋逆變器，其特征在于，所述開關管包括上開關管Q1、下開關管Q3、上開關管Q2和下開關管Q4；

所述上開關管Q1和下開關管Q3連接，構成第一半橋，所述上開關管Q2和下開關管Q4連接，構成第二半橋；所述第一半橋和第二半橋構成主電路的H橋結構。

4.根據權利要求3所述的高頻單相全橋逆變器，其特征在于，所述驅動信號生成模塊包括數字信號處理器、第一比較器、第二比較器、RS觸發器和死區產生電路；

所述數字信號處理器連接負載電壓采樣模塊，用于基于負載的電壓確定上開關管Q2和下開關管Q4的驅動信號以及諧振電感電流的上限和下限；

所述第一比較器的同相輸入端連接電感電流采樣模塊，其反相輸入端連接數字信號處理器，輸出端連接RS觸發器的置位腳，用于將采集的諧振電感的電流和諧振電感電流的上限進行比較；

所述第二比較器的同相輸入端連接數字信號處理器，其反相輸入端連接電感電流采樣模塊，輸出端連接RS觸發器的復位腳，用于將采集的諧振電感的電流和諧振電感電流的下限進行比較；

所述RS觸發器用于基于第一比較器的輸出結果和第二比較器的輸出結果，通過第一輸出端輸出高電平信號給死區生成電路，并通過第二輸出端輸出低電平信號給死區生成電路；

所述死區生成電路用于基于高電平信號和低電平信號驅動上開關管Q1和下開關管Q3。

5.根據權利要求3所述的高頻單相全橋逆變器，其特征在于，所述上開關管Q1/下開關管Q3的開通時間和關斷時間按下式確定：

式中，t_on為上開關管Q1/下開關管Q3的開通時間，t_off為上開關管Q1/下開關管Q3的關斷時間，L_s為諧振電感的感值，I_p+為諧振電感的電流的上限，I_p-為諧振電感的電流的下限，V_d為主電路中直流電壓源的電壓，u_o為負載的電壓。

6.根據權利要求5所述的高頻單相全橋逆變器，其特征在于，所述I_p+、I_p-的確定，包括：

當諧振電感的電流為臨界電流模式時，I_p+、I_p-按下式確定：

當諧振電感的電流為遲滯恒電流模式時，I_p+、I_p-按下式確定：

當諧振電感的電流為遲滯變電流模式時，I_p+、I_p-按下式確定：

式中，ΔI為復位電流，ω為負載的電壓角頻率，t為時間，I_o,peak為負載的電流峰值，ξ_v為滯環寬度可變系數，且0＜ξ_v＜1。