單相Cuk集成式升降壓逆變器及控制方法、控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單相Cuk集成式升降壓逆變器及控制方法、控制系統(tǒng)，包括升壓電容C1，電容C2，開關(guān)管S1?S4，電感L1，電感L2，二極管D1和二極管D2，開關(guān)管S1和S2的接合點a連接有二極管D1的陽極，開關(guān)管S3和S4的接合點b連接有二極管D2的陽極，二極管D1和二極管D2的陰極共同連接有升壓電容C1的一端，升壓電容C1的另一端連接有電感L2的一端，電感L2的另一端分別連接有電容C2的一端、開關(guān)管S2、開關(guān)管S4，所述電容C2的另一端分別連接有電感L1、開關(guān)管S1、開關(guān)管S3。本發(fā)明通過共用功率開關(guān)管，將Cuk變換器和傳統(tǒng)全橋逆變器集成在一起，并采用多控制量復合調(diào)制策略，同時實現(xiàn)逆變器直流母線電壓的泵升和輸出電壓正弦化，具有拓撲簡潔、集成度高、電壓增益高、成本低等優(yōu)點。
【專利說明】
單相Cuk集成式升降壓逆變器及控制方法、控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種逆變器及其控制方法，具體涉及一種單相Cuk集成式升降壓逆變 器及控制方法、控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏電池和燃料電池等新型電源的輸出電壓會寬范圍變化，這就要求配套的逆變 器必須具備升降壓能力，以使其在整個輸入電壓范圍內(nèi)均能輸出穩(wěn)定的交流電能。采用兩 級式結(jié)構(gòu)，即DC-DC升/降壓變換器與傳統(tǒng)的PWM電壓型逆變器級聯(lián)，可以很方便的解決上述 問題。但這種方案存在結(jié)構(gòu)復雜、成本較高等缺點。與之相比，單級升降壓型逆變器將是一 種更為合適的拓撲選擇。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)，目前具有升降壓能力的單級逆變器主要有:Z源逆變器、組合式逆變器 (如雙Buck-Boost逆變器）、有源升降壓逆變器等。遺憾的是，Z源或準Z源逆變器存在電壓增 益不足，啟動沖擊電流大，器件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復雜等不足。組合式逆變器由于實際器件的非 一致性，其輸出存在較大的直流分量，且很難兼顧系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性，易導致輸出波形 左右不對稱。有源升降壓逆變器的開關(guān)管數(shù)量較多(8個），同時其增益不足，控制較復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種將Cuk變換器和 傳統(tǒng)全橋逆變器集成在一起，并采用多控制量復合調(diào)制策略，同時實現(xiàn)逆變器直流母線電 壓的栗升和輸出電壓正弦化，具有拓撲簡潔、集成度高、電壓增益高、成本低等優(yōu)點的單相 Cuk集成式升降壓逆變器及控制方法、控制系統(tǒng)。
[0005] 技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，包括升壓電容Ci，電 容C2，開關(guān)管Si-S 4，電感U，電感L2，二極管DjP二極管D2，所述開關(guān)管51和&串聯(lián)形成第一橋 臂電路，所述開關(guān)管S 3和S4串聯(lián)形成第二橋臂電路，所述第一橋臂電路和第二橋臂電路并聯(lián) 形成全橋電路;所述開關(guān)管接合點a連接有二極管Di的陽極，所述開關(guān)管S 3和S4的接 合點b連接有二極管D2的陽極，所述二極管Di和二極管仏的陰極共同連接有升壓電容&的一 端，所述升壓電容&的另一端連接有電感L 2的一端，所述電感L2的另一端分別連接有電容C2 的一端、開關(guān)管S2、開關(guān)管S4，所述電容C2的另一端分別連接有電感Ll、開關(guān)管Si、開關(guān)管S3。 [0000]進一步的，所述二極管Di和二極管D2的陰極共同連接有升壓電容Cl的正極，升壓電 容&的負極連接有電感L 2的一端。
[0007] 進一步的，所述升壓電容&的正極與電感U之間設(shè)有輸入電源。
[0008] 進一步的，所述接合點a和接合點b之間還連接有濾波電路。
[0009] 進一步的，所述濾波電路采用LC濾波電路或LCL濾波電路，所述濾波電路還連接有 負載。
[0010] 進一步的，所述開關(guān)管S1-S4各自分別含有體二極管DS1_DS4。
[0011] 本發(fā)明還公開了上述一種單相Cuk集成式升降壓逆變器的控制方法:該逆變器采 用多控制量復合調(diào)制策略，即調(diào)制電路含有多個控制量:sa、Sb和S。;其中，Sa用來控制輸出 電壓的正弦度，Sb為交流電壓的正負極性判定信號，而Sc用于控制直流母線電壓，以滿足逆 變所需電壓條件，Sa由輸出電壓環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的絕對值和載波信號經(jīng)調(diào)制電路交接后產(chǎn) 生，而Sc由母線電壓環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出和載波信號經(jīng)調(diào)制電路交接后產(chǎn)生，這兩個載波信號 完全相同，可以是不對稱的三角波、前邊沿鋸齒波或后邊沿鋸齒波，基于上述三個相關(guān)控制 信號，進一步由邏輯運算可以得到逆變器最終需要的驅(qū)動信號3 1-54。
[0012]進一步的，所述逆變器在正弦調(diào)制波正半波的每個開關(guān)周期內(nèi)的工作過程包括如 下三種模態(tài)：
[0013] (1)模態(tài)1，to-ti: to時刻前，S2和S4導通，Li、L2因分別承受反向電壓(UC2-Uin)和U C1 而線性放電；在to時刻，S2關(guān)斷，Si導通，到ti時刻，模態(tài)1結(jié)束;該模態(tài)內(nèi)，對于Cuk升壓部分， 二極管Di導通，電源電壓全部加到輸入電感Li上，電感電流iu(t)線性增長，同時，由于電容 C2放電，輸出電感1^ 2的電流"也在線性增長；
[0014] (2)模態(tài)2，: 時刻，S4關(guān)斷，S3導通，到t2時亥lj，模態(tài)2結(jié)束;對于Cuk升壓部分， DLD2導通，Li、L2仍承受正向電壓Uin和(UC2-UQ)，電流iLl(t)、iL2(t)繼續(xù)線性上升；
[0015] ⑶模態(tài)3，t2-t3:t2時刻，Si關(guān)斷，S2導通，到t3時刻，模態(tài)3結(jié)束，下一個開關(guān)周期開 始，重復上述過程;對于Cuk升壓部分，Dl、D2導通，電流iLi(t)、iL2(t)通過Ds2、Ds4續(xù)流，電感Ll 的儲能向電容c2轉(zhuǎn)移，此時Li、L2承受反向電壓(UC2-U in)和Ucl，iL1(t)、iL2⑴線性減小。
[0016] 進一步的，所述逆變器的電壓傳輸t：t式中Ms_為調(diào)制比，Db_t 為Cuk的占空比。
[0017] 本發(fā)明還進一步公開了一種單相Cuk集成式升降壓逆變器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 上述的單相Cuk集成式升降壓逆變器。
[0018] 有益效果:本發(fā)明通過共用功率開關(guān)管，將Cuk變換器和傳統(tǒng)全橋逆變器集成在一 起，并采用多控制量復合調(diào)制策略，同時實現(xiàn)逆變器直流母線電壓的栗升和輸出電壓正弦 化，具有拓撲簡潔、集成度高、電壓增益高、成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明逆變器的主電路拓撲示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明混合SPWM調(diào)制邏輯電路不意圖；
[0021 ]圖3為本發(fā)明的控制模態(tài)主要波形圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明控制方法中的模態(tài)1等效示意圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明控制方法中的模態(tài)2等效示意圖；
[0024] 圖6為本發(fā)明控制方法中的模態(tài)3等效示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖8為仿真驗證中輸入電壓170V時的直流母線電壓udc波形示意圖；
[0027]圖9為仿真驗證中輸入電壓170V時的輸入、輸出電壓mJPu。波形示意圖；
[0028]圖10為仿真驗證中輸入電壓105V時的直流母線電壓udc波形示意圖；
[0029 ]圖11為仿真驗證中輸入電壓105V時的輸入、輸出電壓mn和u。波形不意圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的工作原理做進一步詳細說明：、
[0031] 圖1給出了本發(fā)明提出的單相Cuk集成式升降壓逆變器的電路結(jié)構(gòu)，其由Cuk變換 器演變而來，通過復用全橋逆變器的下開關(guān)管的體二極管(D S2、DS4)以及上開關(guān)管(SL&)， 實現(xiàn)了 Cuk變換器和全橋逆變器的集成，將原本由兩級功率變換實現(xiàn)的功能由一級功率變 換實現(xiàn)。
[0032] 具體的，該逆變器包括升壓電容&，電容C2，開關(guān)管SrSh電感U，電感L2，二極管Di 和二極管02，所述開關(guān)管51和52串聯(lián)形成第一橋臂電路，所述開關(guān)管&和S 4串聯(lián)形成第二橋 臂電路，所述第一橋臂電路和第二橋臂電路并聯(lián)形成全橋電路;所述開關(guān)管SjPS2的接合點 a連接有二極管Di的陽極，所述開關(guān)管&和S 4的接合點b連接有二極管D2的陽極，所述二極管 D:和二極管02的陰極共同連接有升壓電容&的一端，所述升壓電容&的另一端連接有電感L 2 的一端，所述電感L2的另一端分別連接有電容C2的一端、開關(guān)管S2、開關(guān)管S4,所述電容C2的 另一端分別連接有電感1^、開關(guān)管&、開關(guān)管S3。
[0033]可以看出，與傳統(tǒng)的全橋逆變器相比，其只增加了兩個防反二極管(D^Ds)、一個升 壓電容(Q)和兩個電感(L^Ls)。且僅采用混合SPWM調(diào)制，就能同時實現(xiàn)直流電壓栗升和逆 變功能。因此，該逆變器具有效率高、集成度高、控制方便、結(jié)構(gòu)簡潔、成本低等優(yōu)點。
[0034] 本發(fā)明提出的Cuk集成式升降壓逆變器采用多控制量復合調(diào)制策略。與傳統(tǒng)的單 極性調(diào)制(包括單極倍頻調(diào)制)和雙極性調(diào)制方式不同的是，多控制量復合調(diào)制電路含有多 個控制量:S a、Sb和Sc;其中，53用來控制輸出電壓的正弦度，S b為交流電壓的正負極性判定信 號，而S。用于控制直流母線電壓，以滿足逆變所需電壓條件由輸出電壓環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的 絕對值和載波信號經(jīng)調(diào)制電路交接后產(chǎn)生，而S。由母線電壓環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出和載波信號經(jīng) 調(diào)制電路交接后產(chǎn)生，這兩個載波信號完全相同，可以是不對稱的三角波、前邊沿鋸齒波或 后邊沿鋸齒波?；谏鲜鋈齻€相關(guān)控制信號，進一步由邏輯運算可以得到逆變器最終需要 的驅(qū)動信號S1-S4。
[0035] 逆變器在一個開關(guān)周期內(nèi)的開關(guān)時序如表1所示。表中，"Γ表示開關(guān)周期內(nèi)開關(guān) 管處于導通狀態(tài)，"〇"，表示開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)。結(jié)合該開關(guān)時序，可分析得出逆變器的工 作原理和特性。
[0036]表1開關(guān)管導通狀態(tài)
[0037]
[0038]對于逆變器，其正弦調(diào)制波的正、負半波內(nèi)工作過程是相似的，這里以正半波內(nèi)的 一個開關(guān)周期為例進行分析。
[0039]為了簡化分析，首先假設(shè)逆變器工作已經(jīng)達到穩(wěn)態(tài)，并符合以下條件:①所有功率 管、電感、電容均為理想元件;②輸出濾波電感L。足夠大，其電流在一個開關(guān)周期內(nèi)基本恒 定，故可等效為恒流源I。;③電容Ci、C2足夠大，其端電壓Uq和1?近似為恒定，故可等效為恒 壓源;④no點的電位為零。相應的，在正半周的每個開關(guān)周期內(nèi)，逆變器的工作均可以分成3 個模態(tài)，其主要波形如圖3所示，每個工作模態(tài)對應的等效電路也如圖4-6所示。
[0040] 考慮逆變器的控制信號Sc^PSa分別決定了逆變器直流母線電壓增益和逆變調(diào)制 比，故可基于疊加原理分析逆變器的工作原理，即將逆變器的工作分解成Cuk升壓和全橋逆 變兩個過程，分別予以分析，然后進行疊加。基于該思想，圖4所示的模態(tài)1等效電路可相應 地拆為兩個部分，如圖4(b)和4(c)所示。
[0041] 從而，圖4(a)中開關(guān)管5144的電流，可以視為圖4(b)和圖4(c)中的相應電流分量 之和，即：
[0042] isk(t) = iski(t)+isk2(t)k=l，2,3,4 (1)
[0043] 式中，iski(t)與isk2(t)分別是各個開關(guān)管的Cuk升壓分量和全橋逆變分量。
[0044] 同理，可對模態(tài)2和3做同樣處理。
[0045] (1)模態(tài)1:[如-以](等效電路如圖4(&)所示）。
[0046] t〇時刻前，S2和S4導通，Ll、L2因分別承受反向電壓(Uc2-Uin)和Uci而線性放電。在to 時刻，s2關(guān)斷，Si導通，到時亥|J，模態(tài)1結(jié)束。
[0047] 該模態(tài)內(nèi)，對于Cuk升壓部分，二極管0:導通，電源電壓全部加到輸入電感1^上，電 感電流iu(t)線性增長。同時，由于電容C2放電，輸出電感L2的電流k2也在線性增長。（等效 電路如圖4(b)所示）
[0048] (2)
[0049] .(.3.)
[0050] iDi(t) = isn(t) (4)
[0051] 對于全橋逆變部分，輸出電流I。由開關(guān)管&、S4流過。（等效電路如圖4(c)所示）
[0052] is4(t) = isi2(t) = I〇 (5)
[0053] 則有：
[0054] iS2(t) = iS3(t) = iD2(t)=0 (6)
[0055] (2)模態(tài)2:[以42](等效電路如圖5(a)所示）。
[0056] 時刻，S4關(guān)斷，S3導通，到t2時刻，模態(tài)2結(jié)束。
[0057] 對于Cuk升壓部分，Dl、D2導通，Ll、L2仍承受正向電壓Uin和(Uc2-Uci)，電流iLl(t)、iL2 (t)繼續(xù)線性上升。（等效電路如圖5(b)所示）
[0058] (7)
[0059] (8)
[0060] iDi(t) = isn(t) (9)
[0061] iD2(t) = is3i(t) (10)
[0062] 對于全橋逆變部分，輸出電流I。經(jīng)開關(guān)管SjPS3的體二極管續(xù)流。（等效電路如圖5 (C)所示）
[0063] isi2(t) = is32(t) = I〇 (11)
[0064] 則有：
[0065] iS2(t) = iS4(t)=0 (12)
[0066] (3)模態(tài)3:[t2-t3](等效電路如圖6(a)所示）。
[0067] t2時刻，Si關(guān)斷，S2導通，到t3時刻，模態(tài)3結(jié)束。下一個開關(guān)周期開始，重復上述過 程。
[0068] 在Cuk升壓部分，Di、D2導通，電流iL1(t)、i L2⑴通過Ds2、Ds4續(xù)流，電感L!的儲能向電 容C2轉(zhuǎn)移。此時承受反向電壓(UC2-Uin)和Ucl，ki(t)、iL2(t)線性減小。（等效電路如圖6 (b) 所示）
[0069] (13)
[0070] (14)
[0071] iDi(t) = is2i(t) (15)
[0072] iD2(t) = is4i(t) (16)
[0073] 對于全橋逆變部分，輸出電流I。經(jīng)開關(guān)管S4和&的體二極管續(xù)流。（等效電路如圖6 (c) 所示）
[0074] iS22(t) = iS42(t) = 1。 (17)
[0075] 則有：
[0076] isi(t) = is3(t)=0 (18)
[0077] 由圖3可知，逆變器開關(guān)周期為Ts(即t〇-t3時間段），結(jié)合圖4(b)_6(b)可以看出Cuk 部分對升壓電感充電時間段為(t〇_t2)，放電時間段為(t2_t3)。此處定義升壓電感充電時間 內(nèi)的占空比D b_t為：
[0078]
(10)
[0079] 根據(jù)Cuk電路輸出電壓與輸入電壓的傳輸比關(guān)系，可得電容Ci的端電壓Uci為：
[0080]
(20)
[0081] 則逆變器直流母線電壓Udc，即UC2為：
[0082]
(21)
[0083] 對于圖4(c)-6(c)所示全橋逆變部分，逆變橋的輸出電壓U。與直流母線電壓Ud。滿 足等式：
[0084] U〇=Msp?Udc (22)
[0085] 式中，MSP?為逆變橋調(diào)制比，且滿足Msp?〈D bciclst。
[0086] 可得逆變器的電壓傳輸比為：
[0087]
(2^)
[0088] 由式(23)可以看出，該逆變器的電壓傳輸比G與調(diào)制比Ms_以及Cuk的占空比Db_ t 有關(guān)，G隨著Mspwm和Db_t的增大而增大，但同時受約束條件M spwm〈Dbciclst的限制。其中，1/(1-Db_t)為Cuk升壓部分的升壓增益，當M s_大于(1-Db_t)時，G>1，即逆變器具備升壓功能，反 之，則逆變器具有降壓的能力。
[0089] 圖7為單相Cuk集成式升降壓逆變器的系統(tǒng)閉環(huán)控制框圖。圖中，逆變器的直流母 線電壓環(huán)和輸出電壓環(huán)可采用PI、PID等線性調(diào)節(jié)器，二者分別獨立控制。調(diào)節(jié)器1輸出的調(diào) 制信號和調(diào)節(jié)器2輸出的絕對值調(diào)制信號u rjPur2分別經(jīng)過信號調(diào)制電路與載波信號進行 交接，產(chǎn)生控制信號Sc^PSa。其中，兩個調(diào)制電路的載波信號完全相同，可以是不對稱的三角 波、前邊沿鋸齒波或后邊沿鋸齒波。最后，由S a、S。和交流電壓正負極性判定信號Sb送入圖2 所示的邏輯運算電路，得到逆變器四個開關(guān)管的驅(qū)動信號3 1_34。
[0090] 為驗證本發(fā)明所提出的Cuk集成式升降壓逆變器的可行性及其理論分析的正確 性，搭建了一臺500W/20kHz的樣機進行了仿真驗證，其設(shè)計指標如下：
[0091] 直流輸入電壓Uin=105V-170V，直流母線電壓Udc = 330V，輸出電壓υ〇=11〇ν/50Ηζ， 濾波電感1^ = 5111!1，1^ = 1111!1，升壓電容(：1 = 200(^?，母線電容(：2 = 200(^?，31~32采用 IPW60R0410C6，Di 和 D2 采用 IDW30G65C5。
[0092] 圖8、圖9以及圖10、圖11分別給出了Uin=170V和105V時逆變器的直流母線電壓 Ud。，輸出電壓u。，輸入電壓mn的仿真波形。其中，直流母線電壓環(huán)和交流輸出電壓環(huán)的基準 分別為3.3V和1.56V，采樣系數(shù)均為0.01。
[0093] 可以看出，逆變器采用了混合SPWM調(diào)制方法，當輸入電壓為170V時，udc的平均值為 330. llV，u。的幅值為156.11V，這表明系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了降壓和逆變功能;而當輸入電壓為 105V時，udc的平均值為330.18V，u。的幅值為156.05V，此時表明系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了升壓和逆 變功能，這些仿真結(jié)果與理論分析較好的吻合。
[0094] 本發(fā)明通過共用功率開關(guān)管，將Cuk變換器和傳統(tǒng)全橋逆變器集成在一起，采用多 控制量復合調(diào)制策略，同時實現(xiàn)逆變器直流母線電壓的栗升和輸出電壓正弦化，具有拓撲 簡潔、集成度高、電壓增益高、成本低等優(yōu)點。
[0095] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，其特征在于:包括升壓電容Cl，電容C2，開關(guān)管Sigh 電感 L1 ，電感 L2,二極管 DjP二極管 D2,所述開關(guān)管 SjPS2 串聯(lián)形成第一橋臂電路，所述開 關(guān)管S3和S4串聯(lián)形成第二橋臂電路，所述第一橋臂電路和第二橋臂電路并聯(lián)形成全橋電路； 所述開關(guān)管接合點a連接有二極管D 1的陽極，所述開關(guān)管S3和S4的接合點b連接有二 極管D2的陽極，所述二極管D 1和二極管02的陰極共同連接有升壓電容C1的一端，所述升壓電 容Cl的另一端連接有電感L2的一端，所述電感L2的另一端分別連接有電容C2的一端、開關(guān)管 S2、開關(guān)管S4，所述電容C2的另一端分別連接有電感Ll、開關(guān)管Sl、開關(guān)管S3。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，其特征在于:所述二極管D1 和二極管02的陰極共同連接有升壓電容C1的正極，升壓電容C1的負極連接有電感L 2的一端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，其特征在于:所述升壓 電容C1的正極與電感L 1之間設(shè)有輸入電源。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，其特征在于:所述接合點a 和接合點b之間還連接有濾波電路。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，其特征在于:所述濾波電 路采用LC濾波電路或LCL濾波電路，所述濾波電路還連接有負載。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器，其特征在于:所述開關(guān)管 Sl_S4分別含有體二極管Ds1_Ds4。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器的控制方法，其 特征在于:該逆變器采用多控制量復合調(diào)制策略，即調(diào)制電路含有多個控制量:S a、Sb和S。； 其中，S』來控制輸出電壓的正弦度，Sb為交流電壓的正負極性判定信號，而S c用于控制直 流母線電壓，以滿足逆變所需電壓條件，Sa由輸出電壓環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的絕對值和載波信號 經(jīng)調(diào)制電路交接后產(chǎn)生，而S c由母線電壓環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出和載波信號經(jīng)調(diào)制電路交接后產(chǎn) 生，這兩個載波信號完全相同，可以是不對稱的三角波、前邊沿鋸齒波或后邊沿鋸齒波，基 于上述三個相關(guān)控制信號，進一步由邏輯運算可以得到逆變器最終需要的驅(qū)動信號3 1-54。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器的控制方法，其特征在于： 所述逆變器在正弦調(diào)制波正半波的每個開關(guān)周期內(nèi)的工作過程包括如下三種模態(tài)： (1) 模態(tài)to時刻前，S2和S4導通，L1J2因分別承受反向電壓(Uc 2-Uin)和Uc1而線性 放電;在to時刻，S2關(guān)斷，S1導通，到t時刻，模態(tài)1結(jié)束;該模態(tài)內(nèi)，對于Cuk升壓部分，二極管 Di導通，電源電壓全部加到輸入電感Li上，電感電流iu(t)線性增長，同時，由于電容C2放電， 輸出電感1^的電流^ 2也在線性增長； (2) 模態(tài)2，: t時刻，S4關(guān)斷，S3導通，到t2時刻，模態(tài)2結(jié)束;對于Cuk升壓部分，D1、D 2 導通，L1J2仍承受正向電壓Uir^P(Uc2-U c1)，電流iL1(t)、iL2⑴繼續(xù)線性上升； (3) 模態(tài)3，t2-t3:t2時刻，S1關(guān)斷，S 2導通，到t3時刻，模態(tài)3結(jié)束，下一個開關(guān)周期開始， 重復上述過程;對于Cuk升壓部分，Dl、D2導通，電流iLi(t)、iL2(t)通過Ds2、Ds4續(xù)流，電感Ll的 儲能向電容C 2轉(zhuǎn)移，此時L1、L2承受反向電壓(Uc2-Uin)和Uc 1，iL1 (t)、iL2 (t)線性減小。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種單相Cuk集成式升降壓逆變器的控制方法，其特征在于： TT 祕 所述逆變器的電壓傳輸比G = 式中Mspwm為逆變器調(diào)制比，Dbcicis^Cuk升壓部 ^in ^ _ ^boGSt 分的占空比。
【文檔編號】H02M7/48GK105897024SQ201610353672
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】秦嶺, 胡茂, 王亞芳, 孔笑笑, 候虛虛, 羅松, 馮志強, 徐張陳
【申請人】南通大學