[發(fā)明專利]一種正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器

在審

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• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114362577A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 洪峰;習志揚;陳奇;胡翔宇;邵棟偉
• 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
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張力

本發(fā)明公開了一種正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器，包括電壓極性轉換電路，與輸入直流電源ui連接，用于實現(xiàn)逆變器主電路輸入電壓的極性轉換；電流極性轉換電路，用于實現(xiàn)逆變器主電路中電流的極性轉換；正向電流橋臂，用于在輸入的工頻方波為正的情況下工作，高頻開關傳遞電流；負向電流橋臂，用于在輸入的工頻方波為負的情況下工作，高頻開關傳遞電流；諧振網(wǎng)絡，用于實現(xiàn)正向電流橋臂與負向電流橋臂的軟開關；濾波電路，與輸出uo相連，用于實現(xiàn)逆變器主電路中電流的濾波。本發(fā)明利用正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器，能夠實現(xiàn)正向電流橋臂和負向電流橋臂的高頻軟開關，正向電流橋臂與負向電流橋臂復用同一無源諧振網(wǎng)絡，無需額外增加高頻開關。

技術領域

本發(fā)明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器。

背景技術

隨著社會的不斷進步，電力電子技術得到了快速的發(fā)展，同時隨著人們對于電力電子設備功能與性能的不斷要求，軟開關逆變器的相關研究越來越得到專業(yè)人員的重視。

同時一些特定的場合也對軟開關逆變器提出了更高的要求：例如如何在不額外添加高頻開關以及不添加過多無源器件的情況下實現(xiàn)逆變器的高頻軟開關。

正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器是一種能夠很好實現(xiàn)上述目的的逆變器拓撲，相對于以前的軟開關逆變器，該電路將無源諧振網(wǎng)絡跨接在正負向電流橋臂之間，利用正負向電流橋臂的冗余自由度控制其接入或脫離，無需增加高頻開關，正負向電流橋臂復用同一諧振網(wǎng)絡。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器，利用正負向電流橋臂的冗余自由度，在不額外添加高頻開關以及不添加過多無源器件的情況下實現(xiàn)逆變器的高頻軟開關。

為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種正負橋臂互為主輔的軟開關逆變器，包括電壓極性轉換電路、電流極性轉換電路、正向電流橋臂、負向電流橋臂、諧振網(wǎng)絡和濾波電路；

所述電壓極性轉換電路，與輸入直流電源ui連接，用于實現(xiàn)逆變器主電路輸入電壓的極性轉換；

所述電流極性轉換電路，用于實現(xiàn)逆變器主電路中電流的極性轉換；

所述正向電流橋臂，用于在輸入的工頻方波為正的情況下工作，高頻開關傳遞電流；

所述負向電流橋臂，用于在輸入的工頻方波為負的情況下工作，高頻開關傳遞電流；

所述諧振網(wǎng)絡，用于實現(xiàn)正向電流橋臂與負向電流橋臂的軟開關；

所述濾波電路，與輸出uo相連，用于實現(xiàn)逆變器主電路中電流的濾波。

為優(yōu)化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的電壓極性轉換電路包括MOS管Q1、MOS管Q2；

將輸入直流電源ui正極和MOS管Q1的漏極相連，輸入直流電源ui負極和MOS管Q2的源極相連，MOS管Q1的源極和MOS管Q2的漏極以及地相連。

上述的正向電流橋臂包括MOS管S1、電感Lr1、二極管D1；

所述諧振網(wǎng)絡包括電感Lr1、電感Lr2、電容Cr；

所述負向電流橋臂包括MOS管S2、電感Lr2、二極管D2；

輸入直流電源ui正極與MOS管S1的漏極，二極管D2的陰極相連，輸入直流電源ui負極與二極管D1的陽極，MOS管S2的源極相連，MOS管S1的源極與電感Lr1的一端相連，電感Lr1的另一端與二極管D1的陰極短接，并與MOS管Q3的漏極和電容Cr的一端相連，電感Cr的另一端與電流極性轉換電路連接，并與二極管D2的陽極和電感Lr2的一端相連，電感Lr2的另一端與MOS管S2的源極相連。