本發(fā)明涉及高頻鏈逆變器，特別涉及一種周波變換型高頻鏈逆變器的二次側(cè)調(diào)制方法，屬于電力電子。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著電力電子變換器在體積與功率密度方面的要求日益上升，高頻鏈逆變器在分布式發(fā)電、新能源汽車和不間斷電源等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，高頻鏈逆變器主要分為dc-dc型、整流型和周波變換型三類。其中，dc-dc型逆變器具有三個功率轉(zhuǎn)換階段，其龐大的直流電容降低了變換器可靠性與工作效率。整流型逆變器去除了dc-dc型逆變器笨重的直流母線電容，但其脈動的直流鏈路增加了逆變器調(diào)制復(fù)雜度。與上述兩種逆變器相比，周波變換型逆變器只有兩個功率轉(zhuǎn)換階段，無需直流母線電容且不存在脈動直流鏈路，是近年來高頻鏈逆變器的研究熱點。但周波變換型逆變器也存在電感電流換相困難、二次側(cè)半導(dǎo)體電壓應(yīng)力高等一系列問題。

2、周波變換型高頻鏈逆變器二次側(cè)具有雙向電流阻斷能力，變壓器漏感和濾波電感電流換相不當(dāng)會在半導(dǎo)體器件上產(chǎn)生高電壓過沖。為解決這一問題并實現(xiàn)半導(dǎo)體器件軟開關(guān)，有關(guān)學(xué)者提出了各種輔助電路與調(diào)制方法?，F(xiàn)階段，周波變換型高頻鏈逆變器的調(diào)制方法主要分為兩大類，一種為一次側(cè)調(diào)制，另一種為二次側(cè)調(diào)制。其中，一次側(cè)調(diào)制可以使二次側(cè)半導(dǎo)體器件實現(xiàn)零電壓導(dǎo)通。但一次側(cè)調(diào)制存在一級側(cè)窄脈沖和過零區(qū)域的脈沖下降帶來的電壓過零失真問題；同時一次循環(huán)電流增加了變換器導(dǎo)通損耗。二次側(cè)調(diào)制不存在一次側(cè)循環(huán)電流和上述過零失真問題，但二次側(cè)調(diào)制較難實現(xiàn)二次側(cè)部分半導(dǎo)體器件零電壓開關(guān)/零電流開關(guān)，不利于高頻鏈逆變器開關(guān)頻率的增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對周波變換型高頻鏈逆變器二次側(cè)部分半導(dǎo)體器件難以零電壓開關(guān)/零電流開關(guān)的問題，本發(fā)明提供一種二次側(cè)調(diào)制方法。該調(diào)制方法使s5、s6、s7、s8工作在零電壓開關(guān)狀態(tài)；s9、s11(s10、s12)工作在零電流導(dǎo)通與零電壓關(guān)斷狀態(tài)；s10、s12(s9、s11)工作在零電流關(guān)斷狀態(tài)，進(jìn)一步減小了二次側(cè)半導(dǎo)體器件開關(guān)損耗，有助于提升周波變換型高頻鏈逆變器在高頻開關(guān)狀態(tài)下的工作效率。

2、為了實現(xiàn)以上功能，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種周波變換型高頻鏈逆變器的二次側(cè)調(diào)制方法，所述調(diào)制方法基于周波變換型高頻鏈逆變器，周波變換型高頻鏈逆變器包括一次側(cè)全橋電路、隔離變壓器、二次側(cè)周波變換電路和濾波電路，其中，一次側(cè)全橋電路包括功率開關(guān)管s1、s2、s3和s4；二次側(cè)周波變換電路包括功率開關(guān)管s5、s6、s7、s8、s9、s10、s11和s12；濾波電路包括濾波電感l(wèi)f和濾波電容cf，s1漏極與電源正極相連，s1源極與s2漏極相連；s2源極與電源負(fù)極相連；s3漏極與s1漏極相連，s3源極與s4漏極相連；s4源極與s2源極相連；變壓器一次側(cè)同名端與s1源極相連，一次側(cè)非同名端與s3源極相連；變壓器二次側(cè)同名端與s6漏極相連，二次側(cè)非同名端與s8漏極相連；s5漏極與s7漏極相連，s5源極與s6源極相連；s6漏極與變壓器二次側(cè)同名端相連；s7源極與s8源極相連；s8漏極與變壓器二次側(cè)非同名端相連；s9漏極與s6漏極相連，s9源極與s10源極相連；s10漏極與s12漏極相連；s11漏極與s8漏極相連，s11源極與s12源極相連；s12漏極與s10漏極相連；濾波電感l(wèi)f一端與s7漏極相連，另一端與濾波電容cf和負(fù)載r相連；濾波電容cf一端與濾波電感l(wèi)f和負(fù)載r相連，另一端與s12漏極和負(fù)載r相連；所述調(diào)制方法的具體步驟為：

3、步驟1：采用單極性pwm控制周波變換型高頻鏈逆變器輸出，pwm控制信號的調(diào)制波為正弦波，頻率50hz；載波為下降型三角波，頻率兩倍于周波變換型高頻鏈逆變器期望開關(guān)頻率fs；pwm控制信號電平由正弦調(diào)制波與三角載波決定，三角載波幅值低于正弦調(diào)制波幅值時pwm控制信號為高電平，三角載波幅值高于正弦調(diào)制波幅值時pwm控制信號為低電平；將調(diào)制波為正的正弦半周期稱為工頻正半周期，將調(diào)制波為負(fù)的正弦半周期稱為工頻負(fù)半周期；

4、步驟2：使s1、s2工作在頻率為開關(guān)頻率fs，占空比為0.5-tdead/ts的互補狀態(tài)，其中，fs為周波變換型高頻鏈逆變器開關(guān)頻率，tdead為死區(qū)時間，ts為開關(guān)周期；

5、使s3開關(guān)狀態(tài)與s2開關(guān)狀態(tài)保持一致；

6、使s4開關(guān)狀態(tài)與s1開關(guān)狀態(tài)保持一致；

7、在工頻正半周期，使s5導(dǎo)通時刻晚于s1導(dǎo)通時刻，關(guān)斷時刻與s1關(guān)斷時刻相同；在工頻負(fù)半周期，使s5保持在導(dǎo)通狀態(tài)；

8、在工頻正半周期，使s6保持在導(dǎo)通狀態(tài)；在工頻負(fù)半周期，使s6導(dǎo)通時刻晚于s2導(dǎo)通時刻，關(guān)斷時刻與s2關(guān)斷時刻相同；

9、在工頻正半周期，使s7導(dǎo)通時刻晚于s2導(dǎo)通時刻，關(guān)斷時刻與s2關(guān)斷時刻相同；在工頻負(fù)半周期，使s7保持在導(dǎo)通狀態(tài)；

10、在工頻正半周期，使s8保持在導(dǎo)通狀態(tài)；在工頻負(fù)半周期，使s8導(dǎo)通時刻晚于s1導(dǎo)通時刻，關(guān)斷時刻與s1關(guān)斷時刻相同；

11、在工頻正半周期，使s9導(dǎo)通時刻介于s2導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的上升沿時刻之間，關(guān)斷時刻與開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻相同；在工頻負(fù)半周期，使s9導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻相同，關(guān)斷時刻介于開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的的上升沿時刻與s2關(guān)斷時刻之間；

12、在工頻正半周期，使s10導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的上升沿時刻相同，關(guān)斷時刻介于開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻與s1關(guān)斷時刻之間；在工頻負(fù)半周期，使s10導(dǎo)通時刻介于s1導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻之間，關(guān)斷時刻與開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的上升沿時刻相同；

13、在工頻正半周期，使s11導(dǎo)通時刻介于s1導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻之間，關(guān)斷時刻與開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的上升沿時刻相同；在工頻負(fù)半周期，使s11導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的上升沿時刻相同，關(guān)斷時刻介于開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻與s1關(guān)斷時刻之間；

14、在工頻正半周期，使s12導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻相同，關(guān)斷時刻介于開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的的上升沿時刻與s2關(guān)斷時刻之間；在工頻負(fù)半周期，使s12導(dǎo)通時刻介于s2導(dǎo)通時刻與開關(guān)周期內(nèi)第二個pwm信號的上升沿時刻之間，關(guān)斷時刻與開關(guān)周期內(nèi)第一個pwm信號的上升沿時刻相同。

15、本發(fā)明周波變換型高頻鏈逆變器二次側(cè)調(diào)制方法，s5、s6、s7、s8在工頻正半周期和工頻負(fù)半周期實現(xiàn)零電壓開關(guān)；s9、s11在工頻正半周期實現(xiàn)零電流導(dǎo)通、零電壓關(guān)斷，s10、s12在工頻負(fù)半周期實現(xiàn)零電流導(dǎo)通、零電壓關(guān)斷；s10、s12在工頻正半周期實現(xiàn)零電流關(guān)斷，s9、s11在工頻負(fù)半周期實現(xiàn)零電流關(guān)斷。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種周波變換型高頻鏈逆變器二次側(cè)調(diào)制方法，通過調(diào)整二次側(cè)半導(dǎo)體器件開關(guān)時序，使四個二次側(cè)半導(dǎo)體器件工作在零電壓開關(guān)狀態(tài)，兩個二次側(cè)半導(dǎo)體器件工作在零電流導(dǎo)通與零電壓關(guān)斷狀態(tài)，剩余兩個二次側(cè)半導(dǎo)體器件工作在零電流關(guān)斷狀態(tài)，以此減小二次側(cè)開關(guān)損耗。相較于其他二次側(cè)調(diào)制方法，所提調(diào)制方法最多化二次側(cè)軟開關(guān)半導(dǎo)體器件數(shù)量，有利于提升周波變換型高頻鏈逆變器的工作效率。

17、其顯著優(yōu)點為：

18、(1)s6、s8(s5、s7)在工頻正(負(fù))半周期維持導(dǎo)通。維持導(dǎo)通期間s6、s8(s5、s7)不具有開關(guān)損耗。

19、(2)s5、s6、s7和s8實現(xiàn)零電壓開關(guān)。s9、s11(s10、s12)在工頻正(負(fù))半周期實現(xiàn)零電流導(dǎo)通與零電壓關(guān)斷。其開通損耗與關(guān)斷損耗均處于較低水平。

20、(3)s10、s12(s9、s11)在工頻正(負(fù))半周期實現(xiàn)零電流關(guān)斷。由于s10、s12在工頻正半周期，s9、s11在工頻負(fù)半周期不能實現(xiàn)零電壓導(dǎo)通/零電流導(dǎo)通，故實現(xiàn)零電流關(guān)斷減小關(guān)斷損耗。