Z源型两开关交流逆变电源的控制方法

摘要

本发明涉及一种Z源型两开关交流逆变电源的控制方法，属于电能变换领域，用于将具有波动特性较低的直流电压转化为较高额定电压的幅值和频率恒定的交流电压。将Z源逆变器的阻抗网络的一个直流电容替换为两个串联的电容，两个串联电容的连接点作为交流电压的一个输出端，进而省去一个桥臂，只需一个桥臂的两个开关器件，利用逆变器的直通状态，同时采用直流电压和交流电压双闭环的控制策略，同时实现直流电压和交流电压幅值恒定控制，本发明具有结构紧凑、成本低以及效率高、可靠性高等优点。

主权项

一种Z源型两开关交流逆变电源，其组成包括直流正极输入端的二极管（1），电感L1（2），电容C1（3），电容C2（4），电容C3（5），电感L2（6），单相桥臂（7），滤波电感L8（8），交流滤波电容C4（9），交流电压检测电路（10），偏置电路（11），主控制器（12），直流电压检测电路（13），以及隔离驱动电路（14）；所述的二极管（1）的正极与外部直流电源的正极输出端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的正极输入端，二极管（1）的电感L1（2）的一端以及电容C1（3）的一端相连，电感L1（2）的另一端与电容C2（4）的一端以及单相桥臂（7）的正极输入端相连，电容C1（3）的另一端与单相桥臂（7）的负极输入端以及电感L2（6）的一端相连，电容C2（4）的另一端与电容C3（5）的一端，交流滤波电容C4（9）的一端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的一个交流输出端与负载相连，电容C3（5）的另一端与电感L2（6）的另一端以及外部直流电源的负极输出端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的负极输入端，单相桥臂（7）的交流输出端与滤波电感L8（8）的一端相连，滤波电感L8（8）的另一端与交流滤波电容C4（9）的另一端相连，作为所述的Z源型两开关交流逆变电源的另一个交流输出端与负载相连；所述的电容C1（1），电容C2（2），功率开关管V1（3），功率开关管V2（4），功率开关管V3（5），功率开关管V4（6），功率开关管V5（7），功率开关管V7（8），功率开关管V8（9），功率开关管V6（10），电容C3（11）构成一个多电平桥臂，所述的V9（12）和V10（13）构成一个两电平桥臂；交流电压检测电路（10）的输入端与交流滤波电容C4（9）的两端相连，用于检测交流输出电压，交流电压检测电路（10）的输出端与偏置电路（11）的输入端相连，将采集到的交流输出电压信号提高到始终大于零，偏置电路（11）的输出端与主控制器（12）的第一输入端相连，直流电压检测电路（13）的输入端与电容C1（3）的两端相连，用于检测电容C1（3）的直流电压，直流电压检测电路（13）的输出端与主控制器（12）的第二输入端相连，主控制器（12）的输出端与隔离驱动电路（14）的输入端相连，隔离驱动电路（14）的输出端与单相桥臂（7）的信号输入端相连，用于驱动单相桥臂（7）的两个功率器件工作；所述的Z源型两开关交流逆变电源的控制方法，其特征在于，其步骤是，步骤一、设置电容C1两端电压的给定值，用电容电压检测电路检测电容C1两端电压，用所述的电压给定值减去所述的电容C1两端电压的检测值，取得的差值通过直流电压调节器获得单相桥臂的直通占空比，以实现对电容C1两端电压的恒定控制；步骤二、用交流电压检测电路采集交流输出电压，获得和实际的交流电压成比例的较低的交流电压信号； 步骤三、设置交流输出电压幅值的给定值，同时设置标准正弦波，所述的标准正弦波的频率和期望输出的交流输出电压的频率相同，幅值为1，将所述的交流输出电压幅值的给定值与所述的标准正弦波相乘，获得交流输出电压的瞬时给定值，将交流输出电压的瞬时给定值与步骤二中获得的交流电压相减，获得的差值输入到交流电压调节器，获得单相桥臂的输出交流电压的给定值；步骤四、将步骤一获得的直通占空比以及步骤三获得的单相桥臂的输出交流电压的给定值输入到加入直通状态的正弦波脉宽调制算法模块产生脉宽调制信号，控制单相桥臂中的两个功率开关器件工作，从而实现直流电压和交流电压的闭环控制。