适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法

摘要

本发明公布了一种适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法，属逆变器控制方法。本发明将输入电压反馈信号与切换电压给定比较后输出选通开关控制信号，当所述选通开关控制信号为低电平时，适合宽输入电压升降压并网逆变器工作在升降压模式，第一、第二、第五、第六功率开关管在半个工频周期内高频开关，第三、第四功率开关管在整个工频周期内高频开关；当所述选通开关控制信号为高电平时，适合宽输入电压升降压并网逆变器工作在降压模式，第一、第二、第三、第四功率开关管工频开关，第五、第六功率开关管在半个工频周期内高频开关。本发明适用于宽输入电压和升降压变换的并网逆变器，减小了滤波电感的重量和体积，减小了功率开关管的电压和电流应力，提高了变换效率，降低了成本，解决了桥式逆变器桥臂的功率开关管直通问题，提高了可靠性。

主权项

一种适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法，所述控制方法采用电流采样电路采样适合宽输入电压升降压并网逆变器的第一滤波电感L₁的电流i_L1输出适合宽输入电压升降压并网逆变器的第一滤波电感L₁电流反馈信号i_Lf1；采用电流采样电路采样适合宽输入电压升降压并网逆变器的第二滤波电感L₂的电流i_L2输出适合宽输入电压升降压并网逆变器的第二滤波电感L₂电流反馈信号i_Lf2；采用电流采样电路采样适合宽输入电压升降压并网逆变器的进网电流i_g输出适合宽输入电压升降压并网逆变器的进网电流反馈信号i_gf；采用电压采样电路采样适合宽输入电压升降压并网逆变器的电网电压u_g通过电网同步模块输出与适合宽输入电压升降压并网逆变器的电网电压u_g同频、同相的进网电流给定i_gref；将所述进网电流给定i_gref与适合宽输入电压升降压并网逆变器的进网电流反馈信号i_gf通过进网电流调节器输出电感电流给定i_Lref；将所述电感电流给定i_Lref与适合宽输入电压升降压并网逆变器的第一滤波电感L₁电流反馈信号i_Lf1通过第一滞环电流比较器输出第一开关逻辑信号；将所述电感电流给定i_Lref与适合宽输入电压升降压并网逆变器的第二滤波电感L₂电流反馈信号i_Lf2通过第二滞环电流比较器输出第二开关逻辑信号；将所述电感电流给定i_Lref与零电位通过第一比较器输出第三开关逻辑信号；将所述第三开关逻辑信号通过第一反相器输出第四开关逻辑信号；将所述第一开关逻辑信号与第四开关逻辑信号通过第一与门输出第五开关逻辑信号；将所述第一开关逻辑信号通过第二反相器后与第四开关逻辑信号通过第二与门输出适合宽输入电压升降压并网逆变器的第五功率开关管S₅的开关逻辑信号，所述适合宽输入电压升降压并网逆变器的第五功率开关管S₅的开关逻辑信号通过第五驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第五功率开关管S₅；将所述第二开关逻辑信号与第三开关逻辑信号通过第三与门输出适合宽输入电压升降压并网逆变器的第六功率开关管S₆的开关逻辑信号，所述适合宽输入电压升降压并网逆变器的第六功率开关管S₆的开关逻辑信号通过第六驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第六功率开关管S₆；将所述第二开关逻辑信号通过第三反相器后与第三开关逻辑信号通过第四与门输出第六开关逻辑信号；其特征在于：采用电压传感器采样适合宽输入电压升降压并网逆变器的电源电压U_in输出适合宽输入电压升降压并网逆变器的电源电压反馈信号U_inf；将所述适合宽输入电压升降压并网逆变器的电源电压反馈信号U_inf与切换电压给定U_ref通过第二比较器输出选通开关控制信号U_c；当适合宽输入电压升降压并网逆变器处于升降压模式，所述选通开关控制信号U_c为低电平，选通开关0通道选通，将所述第五开关逻辑信号通过第一选通开关后通过第一驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第一功率开关管S₁；将所述第六开关逻辑信号通过第二选通开关后通过第二驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第二功率开关管S₂；将所述第六开关逻辑信号与适合宽输入电压升降压并网逆变器的第五功率开关管S₅的开关逻辑信号依次通过第一或门、第三选通开关、第三驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第三功率开关管S₃；将所述第五开关逻辑信号与适合宽输入电压升降压并网逆变器的第六功率开关管S₆的开关逻辑信号依次通过第二或门、第四选通开关、第四驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第四功率开关管S₄，电路工作在四种工作模态下：开关模态1，第一、第五功率开关管S₁、S₅关断，第一滤波电感电流i_L1为0，第四、第六功率开关管S₄、S₆导通，由电源电压U_in正端通过第四功率开关管S₄，第四二极管D₄，第二滤波电感L₂，第六功率开关管S₆回到电源电压U_in负端，第二滤波电感电流i_L2上升，第一功率开关管S₁和第三二极管D₃承受的电压都为u_o，第二二极管D₂承受的电压为U_in，第五功率开关管S₅承受的电压为u_o+U_in；开关模态2，第一、第五功率开关管S₁、S₅关断，第一滤波电感电流i_L1为0，第二、第三功率开关管S₂、S₃导通，由第三功率开关管S₃，第三二极管D₃，阻尼电阻R_d和滤波电容C_f串联后与网侧滤波电感L_g和电网电压u_g串联后的并联支路，第二滤波电感L₂，第二二极管D₂和第二功率开关管S₂构成续流回路，第二滤波电感电流i_L2下降，第四功率开关管S₄承受的电压为u_o，第五、第六功率开关管S₅、S₆承受的电压都为U_in；开关模态3，第二、第六功率开关管S₂、S₆关断，第二滤波电感电流i_L2为0，第三、第五功率开关管S₃、S₅导通，由电源电压U_in正端通过第三功率开关管S₃，第三二极管D₃，第一滤波电感L₁，第五功率开关管S₅回到电源电压U_in负端，第一滤波电感电流i_L1负向增加，第二功率开关管S₂和第四二极管D₄承受的电压都为‑u_o，第一二极管D₁承受的电压为U_in，第六功率开关管S₆承受的电压为‑u_o+U_in；开关模态4，第二、第六功率开关管S₂、S₆关断，第二滤波电感电流i_L2为0，第一、第四功率开关管S₁、S₄导通，由第四功率开关管S₄，第四二极管D₄，阻尼电阻R_d和滤波电容C_f串联后与网侧滤波电感L_g和电网电压u_g串联后的并联支路，第一滤波电感L₁，第一二极管D₁和第一功率开关管S₁构成续流回路，第一滤波电感电流i_L1负向减小，第三功率开关管S₃承受的电压为‑u_o，第五、第六功率开关管S₅、S₆承受的电压都为U_in；当适合宽输入电压升降压并网逆变器处于降压模式，所述选通开关控制信号U_c为高电平，选通开关1通道选通，将所述第四开关逻辑信号通过第一选通开关后通过第一驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第一功率开关管S₁；将所述第三开关逻辑信号通过第二选通开关后通过第二驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第二功率开关管S₂；将所述第三开关逻辑信号通过第三选通开关后通过第三驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第三功率开关管S₃；将所述第四开关逻辑信号通过第四选通开关后通过第四驱动电路驱动适合宽输入电压升降压并网逆变器的第四功率开关管S₄，电路工作在四种工作模态下：开关模态1，第一、第四、第五功率开关管S₁、S₄、S₅关断，第二、第三功率开关管S₂、S₃导通，第一滤波电感电流i_L1为0，第六功率开关管S₆导通，由电源电压U_in正端通过第三功率开关管S₃，第三二极管D₃，阻尼电阻R_d和滤波电容C_f串联后与网侧滤波电感L_g和电网电压u_g串联后的并联支路，第二滤波电感L₂，第六功率开关管S₆回到电源电压U_in负端，第二滤波电感电流i_L2上升，第四功率开关管S₄承受的电压为u_o，第二二极管D₂和第五功率开关管S₅承受的电压都为U_in；开关模态2，该开关模态同升降压模式下的开关模态2；开关模态3，第二、第三、第六功率开关管S₂、S₃、S₆关断，第一、第四功率开关管S₁、S₄导通，第二滤波电感电流i_L2为0，第五功率开关管S₅导通，由电源电压U_in正端通过第四功率开关管S₄，第四二极管D₄，阻尼电阻R_d和滤波电容C_f串联后与网侧滤波电感L_g和电网电压u_g串联后的并联支路，第一滤波电感L₁，第五功率开关管S₅回到电源电压U_in负端，第一滤波电感电流i_L1负向增加，第三功率开关管S₃承受的电压为‑u_o，第一二极管D₁和第六功率开关管S₆承受的电压都为U_in；开关模态4，该开关模态同升降压模式下的开关模态4；其中，U_in——电源电压，u_g——电网电压，u_o——逆变器自身输出电压，i_L1，i_L2——滤波电感L₁和L₂的电流。