本发明实施例涉及电力技术领域，尤其涉及一 种逆变器电路及其控制方 法、 逆变器电路控制装置。

背景技术

逆变器电路是一种将直流电转换成交流电的电 路， 是一种将直流能量转 换为交流能量的电路， 其包括输出交流电压形式， 如不间断电源； 以及跟随 外部交流电压而输出交流电流的形式， 如太阳能并网逆变器， 风力并网发电 机等。

传统的逆变器电路可以如图 1所示， 其包括直流源 DC, 交流源 AC, 四个 开关元件 Ql、 Q2、 Q3和 Q4, 以及电感 L1和 L2, 其中的开关元件 Q1和 Q2串联 形成第一桥臂， 开关元件 Q3和 Q4串联形成第二桥臂， 第一桥臂和第二桥臂并 联在直流电源 DC的两端， 另外上述的滤波电感 Ll、 交流源 AC和滤波电感 L2 依次串联形成交流源电路， 该交流源电路的一端连接在开关元件 Q1和 Q2之 间， 该交流源电路的另一端连接在第二桥臂的开关 元件 Q3和 Q4之间。 另外还 可以设置与各个开关元件并联的二极管 Dl、 D2、 D3和 D4, 上述的各个二极管 的负极比正极更接近直接电流源的正端。

如图 2所示， 上述逆变器电路的工作原理是： 首先导通开关元件 Q1和 Q4, 使得电流回路从直流源正端出发， 流经 Ql , L2, AC, LI , Q4, 最后返回到 直流源的负端， 此时， 逆变电路输出的电压， 即八、 B两点之间的电压 U _ab 为直 流源的电压 U _dc 。 当 Q4关断时， 由于电感 Ll、 L2的续流作用， 在 Q3未导通前 的瞬间， 电流回路为 L2, AC, LI , D3 , Ql , L2, Q3导通后， 电流回路为 L2, AC, LI , Q3 , Ql , L2。 此时逆变电路输出的电压 U _ab 为 0。 通过令 U _ab 电压在 U _dc 和 0之间作高频转换， 并通过对 Q4导通和关断时间长短的控制， 使 U _ab 电压 在 Q1导通的半个周期内与正弦正半波在面积上等� ��， U _ab 的高频电压脉冲经过 Ll、 L2滤波作用， 与交流源的正弦正半波同相位， 实现电压跟随。

在一个工频工作周期内， Ql、 Q3分别导通半个工频周期， 在 Q3导通的半 个周期内的工作情况与图 2所示的工作情况类似， 具体可参见图 3。 通过对直 流源的输出电流的控制， 可以实现输出如图 4所示的电流波形。 如图 2和图 3所 示， i0表示电流的流向。

开关损耗是指开关在导通和关断之间切换的过 程中产生的损耗， 即在开 关导通过程中， 开关两端电压下降与流过开关的电流上升在时 间上出现交叠 而产生的功耗， 即导通损耗； 或在开关关断过程中， 流过开关的电流下降与 开关两端电压上升在时间上出现交叠而产生的 功耗， 即关断损耗。 无法避免 开关损耗的开关叫做硬开关， 可以避免开关损耗的开关叫做软开关。

如上述图 2所示的工作原理， 在其中 Q4在关断过程中， 流经 Q4的电流 io 从某个值降为 0的过程中， 电压从 0升为 Udc, 二者有时间交叠， 产生了关断损 耗； Q4在导通过程中， 其两端电压从 Udc降为 0的过程中， 电流从 0升为 io, 二 者有时间交叠， 产生了导通损耗； 所以 Q4是个硬开关。 同时， 其中的 Q2在导 通和关断过程中也会产生导通损耗和开断损耗 。

综上所述， 现有逆变电路中的开关元件是硬开关，造成在 将直流电转换 为交流电的过程中功耗过大， 能量转换效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种逆变器电路及其控制方 法、 逆变器电路控制装置， 用以解决现有技术中的逆变器电路在将直流电 转换为交流电的过程中功耗过 大， 能量转换效率低的缺陷。 本发明实施例提供一种逆变器电路， 包括直流源、 第一桥臂和第二桥臂， 所述第一桥臂分别连接所述直流源的正极和负 极， 所述第二桥臂分别连接所 述直流源的正极和负极， 所述第一桥臂和所述第二桥臂并联设置； 所述的第一桥臂包括串联的第一开关元件组和 第二开关元件组， 所述第 一开关元件组包括并联的第一开关和第一二极 管， 所述第一二极管的负极与 所述直流源的正极连接， 所述第二开关元件组包括并联的第二开关和第 二二 极管， 所述第二二极管的正极与所述直流源的负极连 接；

所述第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第 四开关元件组， 所述第三 开关元件组包括并联的第三开关和第三二极管 ， 所述第三二极管的负极与所 述直流源的正极连接， 所述第四开关元件组包括并联的第四开关和第 四二极 管， 所述第四二极管的正极与所述直流源的负极连 接；

所述逆变器电路中还包括滤波电路， 所述滤波电路中包括串联的第一电感和电 容,所述第一电感的另一端连接在所述第一桥� �的所述第一开关元件组与所述第 二开关元件组之间的电路上， 所述电容的另一端连接在所述第二桥臂的所述 第三开关元件组与所述第四开关元件组之间的 电路上， 所述电容的两端并接 一并联支路， 所述并联支路中包括交流源或者负载。

本发明实施例还提供一种针对如上所述的逆变 器电路的控制方法， 包括： 控制所述第一开关组中的所述第一开关和所述 第四开关组中的所述第四 开关导通， 所述直流源的正极输出的电流经过所述第一开 关和所述第一电感 后分为两路， 一路经过所述并联支路后； 另一路通过所述电容后， 两路电流 汇合经所述第四开关回到所述直流源的负极；

控制关断所述第一开关， 所述第二开关组中的所述第二二极管导通， 再 控制导通所述第二开关组中的所述第二开关， 使得所述第二开关低电压导通。

本发明实施例还提供一种针对如上所述的逆变 器电路的控制方法， 包括： 控制所述第一开关组中的所述第一开关和所述 第四开关组中的所述第四 开关导通， 所述直流源的正极输出电流经过所述第一开关 和所述第一电感后 分为两路： 一路经过所述所述并联支路后， 另一路经过所述电容后， 两路电 流汇合后经过所述第四开关回到所述直流源的 负极；

控制关断所述第一开关和所述第四开关， 所述第二开关组中的所述第二 二极管和所述第三开关组中的所述第三二极管 导通， 再控制导通所述第二开 关组中的所述第二开关和所述第三开关组中的 所述第三开关， 使得所述第二 开关和所述第三开关低电压导通。

本发明实施例还提供一种逆变器电路控制装置 ， 包括逆变器电路和控制 模块；

所述逆变器电路， 包括直流源、 第一桥臂和第二桥臂， 所述第一桥臂分 别连接所述直流源的正极和负极， 所述第二桥臂分别连接所述直流源的正极 和负极， 所述第一桥臂和所述第二桥臂并联设置； 所述的第一桥臂包括串联 的第一开关元件组和第二开关元件组， 所述第一开关元件组包括并联的第一 开关和第一二极管， 所述第一二极管的负极与所述直流源的正极连 接， 所述 第二开关元件组包括并联的第二开关和第二二 极管， 所述第二二极管的正极 与所述直流源的负极连接； 所述第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第 四 开关元件组， 所述第三开关元件组包括并联的第三开关和第 三二极管， 所述 第三二极管的负极与所述直流源的正极连接， 所述第四开关元件组包括并联 的第四开关和第四二极管， 所述第四二极管的正极与所述直流源的负极连 接； 所述逆变器电路中还包括滤波电路，所述滤波 电路中包括串联的第一电感和电容，所 述第一电感的另一端连接在所述第一桥臂的所 述第一开关元件组与所述第二开 关元件组之间的电路上， 所述电容的另一端连接在所述第二桥臂的所述 第三 开关元件组与所述第四开关元件组之间的电路 上， 所述电容的两端并接一并 联支路， 所述并联支路中包括交流源或者负载；

所述控制模块， 用于控制所述第一开关组中的所述第一开关和 所述第四 开关组中的所述第四开关导通， 所述直流源的正极输出的电流经过所述第一 开关和所述第一电感后分为两路， 一路经过所述所述并联支路后； 另一路通 过所述电容后， 两路电流汇合经所述第四开关回到所述直流源 的负极；

所述控制模块， 还用于控制关断所述第一开关， 所述第二开关组中的所 述第二二极管导通， 再控制导通所述第二开关组中的所述第二开关 ， 使得所 述第二开关低电压导通。

本发明实施例还提供一种逆变器电路控制装置 ， 包括逆变器电路和控制 模块； 所述逆变器电路， 包括直流源、 第一桥臂和第二桥臂， 所述第一桥臂分 别连接所述直流源的正极和负极， 所述第二桥臂分别连接所述直流源的正极 和负极， 所述第一桥臂和所述第二桥臂并联设置； 所述的第一桥臂包括串联 的第一开关元件组和第二开关元件组， 所述第一开关元件组包括并联的第一 开关和第一二极管， 所述第一二极管的负极与所述直流源的正极连 接， 所述 第二开关元件组包括并联的第二开关和第二二 极管， 所述第二二极管的正极 与所述直流源的负极连接； 所述第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第 四 开关元件组， 所述第三开关元件组包括并联的第三开关和第 三二极管， 所述 第三二极管的负极与所述直流源的正极连接， 所述第四开关元件组包括并联 的第四开关和第四二极管， 所述第四二极管的正极与所述直流源的负极连 接； 所述逆变器电路中还包括滤波电路，所述滤波 电路中包括串联的第一电感和电容，所 述第一电感的另一端连接在所述第一桥臂的所 述第一开关元件组与所述第二开 关元件组之间的电路上， 所述电容的另一端连接在所述第二桥臂的所述 第三 开关元件组与所述第四开关元件组之间的电路 上， 所述电容的两端并接一并 联支路， 所述并联支路中包括交流源或者负载；

所述控制模块， 用于控制所述第一开关组中的所述第一开关和 所述第四 开关组中的所述第四开关导通， 所述直流源的正极输出电流经过所述第一开 关和所述第一电感后分为两路： 一路经过所述所述并联支路后， 另一路经过 所述电容后， 两路电流汇合后经过所述第四开关回到所述直 流源的负极； 所述控制模块， 还用于控制关断所述第一开关和所述第四开关 ， 所述第 二开关组中的所述第二二极管和所述第三开关 组中的所述第三二极管导通， 再控制导通所述第二开关组中的所述第二开关 和所述第三开关组中的所述第 三开关， 使得所述第二开关和所述第三开关低电压导通 。

本发明实施例的逆变器电路及其控制方法、逆 变器电路控制装置， 通过 釆用上述技术方案， 当控制关断第一开关或者第一开关和第四开关 ，对应地， 第二开关组中的第二二极管或者第二开关组中 的第二二极管和第三开关组中 的第三二极管立刻导通， 此时再对应地控制导通第二开关组中的第二开 关或 者第二开关组中的第二开关和第三开关组中的 第三开关， 能够使得第二开关 或者第二开关和第三开关低电压导通， 使得第二开关或者第二开关和第三开 关为软开关， 从而降低开关损耗， 有效地提高逆变器电路的效率。

附图说明

图 1为传统的逆变器电路的示意图。

图 2为图 1所示的逆变器电路的一种工作原理图。

图 3为图 1所示的逆变器电路的另一种工作原理图。

图 4为图 1所示的逆变器电路的输出电流波形图。

图 5为本发明一种实施例提供的逆变器电路的示� �图。

图 6为本发明实施例的图 5所示的逆变器电路的一种控制方法的流程图� � 图 7为本发明实施例的图 5所示的逆变器电路的另一种控制方法的流程 图。

图 8为发明实施例的图 5所示的逆变器电路的再一种控制方法的流程� �。 图 9为发明实施例的图 5所示的逆变器电路的又一种控制方法的流程� �。 图 10为本发明另一种实施例提供的逆变器电路的� ��意图。

图 11为图 10所示的逆变器电路的一个周期的输出波形图� ��

图 12为单极性调制下的图 11所示的 T1时间段的逆变器电路的原理图。 图 13A为 T4+T1时间段的一种输出电流 i与时间 t的关系图。 图 13B为 T4+T1周期的另一种输出电流 i与时间 t的关系图。

图 14为单极性调制下的图 11所示的 T2时间段的逆变器电路的原理图。 图 15为单极性调制下的图 11所示的 T3时间段的逆变器电路的原理图。 图 16为单极性调制下的图 11所示的 T4时间段的逆变器电路的原理图。 图 17为双极性调制下的图 11所示的 T1时间段的逆变器电路的原理图。 图 18为双极性调制下的图 11所示的 T2时间段的逆变器电路的原理图。 图 19为双极性调制下的图 11所示的 T3时间段的逆变器电路的原理图。 图 20为双极性调制下的图 11所示的 T4时间段的逆变器电路的原理图。 图 21为本发明再一实施例提供的逆变器电路的示� ��图。

图 22为本发明实施例的图 21所示实施例的逆变器电路的一种控制方法的 流程图。

图 23为本发明实施例的图 21所示的逆变器电路的另一种控制方法的流程 图。

图 24A为 T4+T1时间段的再一种输出电流 i与时间 t的关系图。

图 24B为 T4+T1周期的又一种输出电流 i与时间 t的关系图。

图 25为本发明一实施例提供的逆变器电路控制装� ��的结构示意图。

图 26为本发明一实施例提供的逆变器电路控制装� ��的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

图 5为本发明一种实施例提供的逆变器电路的示� �图。 如图 5所示， 本实 施例的逆变器电路包括直流源 DC、 第一桥臂和第二桥臂， 其中第一桥臂分别 连接直流源 DC的正极和负极， 第二桥臂分别连接直流源 DC的正极和负极， 第 一桥臂和第二桥臂并联设置。

第一桥臂包括串联的第一开关元件组和第二开 关元件组， 如图 5所示， 第 一开关元件组包括并联的第一开关 Q1和第一二极管 D1 ,第一二极管 D1的负极 与直流源 DC的正极连接， 第二开关元件组包括并联的第二开关 Q2和第二二极 管 D2 , 第二二极管 D2的正极与直流源 DC的负极连接。

第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第四开 关元件组， 第三开关元件 组包括并联的第三开关 Q3和第三二极管 D3 , 第三二极管 D3的负极与直流源 DC的正极连接， 第四开关元件组包括并联的第四开关 Q4和第四二极管 D4, 第 四二极管 D4的正极与直流源 DC的负极连接。

本实施例的逆变器电路中还包括滤波电路， 滤波电路中包括串联的第一电感 L1 和电容 C,即第一电感 L1的一端与电容 C连接，而第一电感 L1的另一端连接在第一桥 臂的第一开关元件组与第二开关元件组之间的 电路上； 电容 C的另一端连接在 第二桥臂的第三开关元件组与第四开关元件组 之间的电路上， 电容 C的两端并 接一并联支路， 并联支路中包括交流源 AC或者负载。 图 5中是以并联一个交流 源 AC为例来介绍本发明的技术方案， 实际应用中该交流源 AC也可以为一个负载。

图 6为本发明实施例的图 5所示的逆变器电路的一种控制方法的流程图� � 如图 6所示， 本实施例的逆变器电路的控制方法， 具体可以包括如下步骤：

100、 控制第一开关组中的第一开关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q4导 通， 直流源 DC的正极输出的电流经过第一开关 Q1和第一电感 L1后， 一路经过 并联支路； 另一路通过电容 C后， 两路电流汇合经第四开关 Q4回到直流源 DC 的负极；

本实施例中可以假设第一电感 L 1的电流流向为正向。

101、 控制关断第一开关 Q1 , 第二开关组中的第二二极管 D2导通， 再控 制导通第二开关组中的第二开关 Q2, 使得第二开 Q2关低电压导通。

本实施例中的预定时间可以为根据实际需求设 置的任一时间段。

根据第一桥臂的工作原理， 当关断第一开关 Q1之后， 第二开关 Q2导通前 的瞬间， 第二开关组中的第二二极管 D2会立刻导通以形成回路释放电流， 此 时第二二极管 D2的两端电压为一个小于第二二极管 D2的截止电压的低电压， 例如可以为 0或者接近于 0的很小值，此时再导通第二开关组中的第二� �关 Q2, 可以使得第二开关 Q2低电压导通。 该低电压具体可以为小于 0.7V的范围。 本 实施例中所有的低电压导通时， 对应的低电压值均小于对应的二极管的正向 导通压降， 具体可以 0或者接近于 0的很小值， 例如可以为小于 0.7V的范围。 后续实施例均相同， 不再赘述。

上述图 6所示的逆变器电路的控制方法为在单极性调� �下对图 5所示的逆 变器电路进行控制的实施例。 其中可选地， 步骤 100和 101之间间隔的时间可 以根据需求进行设置。 例如可以在重复执行上述步骤 100和 101的过程中， 通 过控制步骤 100和 101之间的控制时间， 可以实现交流源输出正弦波或者余弦 波。

本实施例的逆变器电路及逆变器电路的控制方 法， 通过釆用上述技术方 案， 当控制关断第一开关 Q1 , 对应地， 第二开关组中的第二二极管 D2立刻导 通， 此时再对应地控制导通第二开关组中的第二开 关 Q2 , 能够使得第二开关 Q2低电压导通， 使得第二开关 Q2为软开关， 从而降低开关损耗， 有效地提高 逆变器电路的效率。

图 7为本发明实施例的图 5所示的逆变器电路的另一种控制方法的流程 图。如图 7所示，本实施例的逆变器电路的控制方法，� �体可以包括如下步骤：

200、 控制第一开关组中的第一开关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q4导 通， 直流源 DC的正极输出的电流经过第一开关 Q1和第一电感 L1后分为两路： 一路经过并联支路后， 另一路经过电容 C后， 两路电流汇合后经过第四开关 Q4 回到直流源 DC的负极；

同理 , 本实施例中假设第一电感 L1的电流流向为正向。

201、 控制关断第一开 Q1关和第四开关 Q4 , 第二开关组中的第二二极管 D2和第三开关组中的第三二极管 D3导通， 再控制导通第二开关组中的第二开 关 Q2和第三开关 Q3 , 使得第二开关 Q2和第三开关 Q3低电压导通。

根据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 当控制关断第一开 Q1关和第四开 关 Q4之后， 在导通第二开关 Q2和第三开关 Q3之前的瞬间， 第二开关组中的第 二二极管 D2和第三开关组中的第三二极管 D3会立刻导通以形成回路释放电 流，此时第二二极管 D2和第三二极管 D3中的电压 4艮小，例如为 0或者接近于 0, 此时再控制导通第二开关组中的第二开关 Q2和第三开关 Q3 , 可以使得第二开 关 Q2和第三开关 Q3低电压导通。

上述图 7所示的逆变器电路的控制方法为在双极性调� �下对图 5所示的逆 变器电路进行控制的实施例。

本实施例的逆变器电路及控制方法， 通过釆用上述技术方案， 当控制关 断第一开关 Q1和第四开关 Q4,对应地， 第二开关组中的第二二极管 D2和第三 开关组中的第三二极管 D3立刻导通， 此时再对应地控制导通第二开关组中的 第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3 ,能够使得第二开关 Q2和第三开关 Q3低电压导通，使得第二开关 Q2和第三开关 Q3为软开关，从而降低开关损耗， 有效地提高逆变器电路的效率。

图 8为发明实施例的图 5所示的逆变器电路的再一种控制方法的流程� �。 本实施例的逆变器电路的控制方法在上述图 6所示的单极性调制下的逆变器 电路控制方法的基础上， 进一步在 101之后还可以包括如下步骤：

102、 当第一电感 L1的电流的数值小于预设电流阔值时， 控制关断第二 开关组中的第二开关 Q2, 第一开关组中的第一二极管 D1导通， 再控制导通第 一开关组中的第一开关 Q1 , 使得第二开关 Q2低电流关断， 第一开关 Q1低电压 导通；

本实施例中的预设电流阔值可以为小于 1A的电流值。 本发明实施例中的 所有预设电流阔值均为 1A, 后续不再赘述。 在图 5所示的逆变器电路中， 由于 在 101中关断第一开关 Q1之后， 逆变器电路中的第一电感 L1和电容 C的存在， 可以使得逆变器电路中的电流会续流， 因此关断第一开关 Q1之后的一段时间 内第一电感 L1中会继续有电流， 但是电流会慢慢减小。 当第一电感 L1的电流 的数值小于预设电流阔值， 例如为零或者负向的接近于零的极小值， 控制关 断第二开关组中的第二开关 Q2, 使得第二开关 Q2低电流关断。 关断第二开关 Q2之后， 第一开关组中的第一二极管 D1会立刻导通以形成回路释放电流， 此 时第一二极管 D1两端电压很小， 例如为 0或者接近于 0的很小的电压值， 然后 再控制导通第一开关组中的第一开关 Q1 , 使得第一开关 Q1低电压导通。

上述步骤 100-102 的控制过程中为直流源 DC供电的情况，进一步可选地， 当电容 C两端并接的并联支路中包括交流源 AC时， 可选地 102之后， 还可以包 括如下步骤：

103、 控制第二开关组中的第二开关 Q2和第四开关组中的第四开关 Q4导 通， 交流源 AC的输出电流一路经过电容 C回到交流源 AC的负极； 另一路通过 第一电感 Ll、 第二开关 Q2和第四开关 Q4回到交流源 AC的负极；

此时对应地， 第一电感 L1的电流方向为负向。

104、 控制关断第二开关 Q2, 第一开关组中的一二极管 D2导通， 再控制 导通第一开关组中的第一开关 Q1 , 使得第一开关 Q1低电压导通。

根据第一桥臂的工作原理， 当关断第二开关 Q2之后， 第一开关 Q1导通前 的瞬间， 第一开关组中的第一二极管 D1会立刻导通以形成回路释放电流， 此 时第一二极管 D1的两端电压为 0或者接近于 0的很小值时， 此时再导通第一开 关组中的第一开关 Q1 , 可以使得第一开关 Q1低电压导通。

进一步可选地， 该 104之后， 还可以包括：

105、 当第一电感 L1的电流的数值小于预设电流阔值时， 控制关断第一开 关组中的第一开关 Q1 , 第二开关组中的第二二极管 D2导通， 再导通第二开关 组中的第二开关 Q2, 使得第一开关 Q1低电流关断， 第二开关 Q2低电压导通。

在图 5所示的逆变器电路中， 由于在 105中关断第一开关 Q1之后， 逆变器 电路中的第一电感 L1和电容 C的存在， 可以使得逆变器电路中的电流会续流， 因此关断第一开关 Q1之后的一段时间内第一电感 L1中会继续有电流， 但是电 流会慢慢减小。 而且由于第一开关 Q1的导通， 直流源 DC正极输出的电流经过 第一开关 Q1向第一电感 L1的方向流动。 当第一电感 L1的电流的数值小于预设 电流阔值， 例如为零或者接近于零的正向极小值， 控制关断第一开关组中的 第二开关 Q1 , 使得第一开关 Q1低电流关断。 关断第一开关 Q1之后， 第二开关 组中的第二二极管 D2会立刻导通以形成回路释放电流， 此时第二二极管 D2两 端电压很小， 例如为 0或者接近于 0的很小的电压值， 然后再控制导通第二开 关组中的第二开关 Q2, 使得第二开关 Q2低电压导通。

上述步骤 103-105 的控制过程中为交流源 AC供电的情况，进一步可选地， 当电容 C两端并接的并联支路中包括交流源 AC时， 可选地 105之后， 还可以包 括如下步骤：

106、 控制第二开关组中的第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3导 通， 直流源 DC的正极输出电流经第三开关 Q3之后， 分为两路， 一路经过并联 支路后， 另一路通过电容 C后， 两路电流混合经过第一电感 L1和第二开关 Q2 回到直流源 DC的负极；

此时步骤 106中对应第一电感 L1的电流流向为负向。

107、 控制关断第三开关 Q3 , 第四开关组中的第四二极管 D4导通， 再控 制导通第四开关组中的第四开关 Q4, 使得第四开关 Q4的低电压导通。

根据第二桥臂的工作原理， 在关断第三开关 Q3之后， 导通第四开关 Q4之 前的瞬间， 第四开关组中的第四二极管 D4会立马导通， 此时对应的第四二极 管 D4两端电压很小， 例如为 0或者接近于 0的很小值时， 此时再控制导通第四 开关组中的第四开关 Q4 , 可以使得第四开关 Q4的低电压导通。

进一步地， 在上述步骤 107之后， 还可以包括如下步骤：

108、 当第一电感 L1的电流的数值小于预设电流阔值时， 控制关断第四 开关组中的第四开关 Q4 , 第三开关组中的第三二极管 D3导通， 再控制导通第 三开关组中的第三开关 Q3 , 使得第四开关 Q4低电流关断， 第三开关 Q3的低电 压导通。

在图 5所示的逆变器电路中， 由于在 107中关断第三开关 Q3之后， 逆变器 电路中的第一电感 L1和电容 C的存在， 可以使得逆变器电路中的电流会续流， 因此关断第三开关 Q3之后的一段时间内第一电感 L1中会继续有电流（此时电 流为负向）， 但是负向电流会慢慢减小 （可以说正向电流会慢慢增大）。 当第 一电感 L1的电流由负向增为零或者开始变为正向的接� ��于零的极小值时， 控 制关断第四开关组中的第四开关 Q4, 使得第四开关 Q4低电流关断。 关断第四 开关 Q4之后， 第三开关组中的第三二极管 D3会立刻导通以形成回路释放电 流， 此时第三二极管 D3两端电压很小， 例如为 0或者接近于 0的很小值， 然后 再控制导通第三开关组中的第三开关 Q3 , 使得第三开关 Q3低电压导通。

上述步骤 107-108 的控制过程中为直流源电路供电的情况， 进一步可选 地， 当电容 C的两端并接的并联支路中包括交流源 AC时， 可选地 108之后， 还 可以包括如下步骤： 109、控制第二开关组中的第二开关 Q2和第四开关组中的 第四开关 Q4导通， 交流源 AC的输出电流一路经过电容 C回到交流源 AC的负 极； 另一路通过第四开关 Q4、 第二开关 Q2和第一电感 L1回到交流源 AC的负 极；

此时对应的第一电感 L 1的电流方向为正方向。

110、控制关断第四开关 Q4 , 第三开关组中的第三二极管 D3导通， 再控制 导通第三开关组中的第三开关 Q3 , 使得第三开关 Q3低电压导通。

根据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 当关断第四开关 Q4之后， 第三开 关 Q3导通前的瞬间， 第三开关组中的第三二极管 D3会立刻导通以形成回路释 放电流， 此时第三二极管 D3的两端电压为 0或者接近于 0的很小值时， 此时再 导通第三开关组中的第三开关 Q3 , 可以使得第三开关 Q3低电压导通。

进一步地， 在上述步骤 110之后， 还可以包括如下步骤：

111、 当第一电感 L1的电流的数值小于预设电流阔值时， 控制关断第三开 关组中的第三开关 Q3 , 第四开关组中的第四二极管 D4导通， 再导通第四开关 组中的第四开关 Q4, 使得第三开关 Q3低电流关断， 第四开关 Q4低电压导通。

在图 5所示的逆变器电路中， 由于在 110中关断第四开关 Q4之后， 逆变器 电路中的第一电感 L1和电容 C的存在， 可以使得逆变器电路中的电流会续流， 因此关断第四开关 Q4之后的一段时间内第一电感 L1中会继续有电流， 但是电 流会慢慢减小。 而且由于第三开关 Q3的导通， 直流源 DC正极输出的电流经过 第三开关 Q3向第一电感 L1的方向流动。 当第一电感 L1的电流的数值小于预设 电流阔值， 例如为零或者接近于零的负向极小值， 控制关断第三开关组中的 第三开关 Q3 , 使得第三开关 Q3低电流关断。 关断第三开关 Q3之后， 第四开关 组中的第四二极管 D4会立刻导通以形成回路释放电流 , 此时第四二极管 D4两 端电压很小， 例如为 0或者接近于 0的很小的电压值， 然后再控制导通第四开 关组中的第四开关 Q4, 使得第四开关 Q4低电压导通。

本实施例中的方案可以分为四部分： 步骤 103-105、 106-108以及 109-111 与前述的步骤 100-102可以为并列的技术方案， 步骤 100-102、 步骤 103-105、 步骤 106-108和步骤 109-111的先后顺序， 可以根据实际需求设置。 其中在步骤 100-102、 步骤 103-105、 步骤 106-108和步骤 109-111中的每一部分中， 先后步 骤是确定的。

本实施例的上述预设时间为根据实际需求设置 的。 其中预设电流阔值为 接近于零的很小的数值， 或者零。

本实施例的逆变器电路， 通过釆用上述技术方案， 能够实现第一开关 Ql、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3和第四开关 Q4的低电压导通， 以及低电流关断， 使 得第一开关 Ql、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3和第四开关 Q4为软开关， 从而第 一开关 Ql、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3和第四开关 Q4降低损耗， 有效地提高 逆变器电路的效率。

图 9为发明实施例的图 5所示的逆变器电路的又一种控制方法的流程� �。 本实施例的逆变器电路的控制方法在上述图 7所示的双极性调制下的逆变器 电路控制方法的基础上， 进一步在 201之后还可以包括如下步骤：

202、 当第一电感 L1的电流的数值小于预设电流阔值时， 控制关断第二开 关组中的第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3 , 第一开关组中的第一二 极管 D1和第四开关组中的第四二极管 D4导通， 再控制导通第一开关组中的第 一开关 Ql和第四开关组中的第四开关 Q4,使得第二开关 Q2和第三开关 Q3低电 流关断， 第一开关 Q1和第四开关 Q4低电压导通。

同理， 本实施例中的预设电流阔值可以为小于 1 A的电流值。 步骤 200中， 控制导通第一开关组中的第一开关和第四开关 组中的第四开关 Q4之后， 第一 电感 L1的流向为正向。 而在 201中关断第一开 Q1关和第四开关 Q4之后， 由于 电路中第一电感 L1和电容 C的存在，第一电感 L1的电感电流会继续续流。而在 控制导通第二开关组中的第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3之后， 此 时导致第一电感 L1的电流的流向应该为负向。 但是第一电感 L1的电流应该是 流电感电流直到电感电流的降为零时， 才会负向流动。 当第一电感 L1中的为 零或者开始变为接近于零的负向的极小值时， 控制关断第二开关组中的第二 开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3 ,使得第二开关 Q2和第三开关 Q3低电流 关断。

根据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 当第一电感 L1的电流为零或者接 近于零的负向极小值时， 控制关断第二开关 Q2和第三开关 Q3之后， 在导通第 一开关 Q1和第四开关 Q4之前的瞬间，第一开关组中的第一二极管 D1和第四开 关组中的第四二极管 D4会立刻导通以形成回路， 此时第一二极管 D 1和第四二 极管 D4两端电压很小为零或者接近于零的极小值， 再控制导通第一开关组中 的第一开关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q4,使得第一开关 Q1和第四开关 Q4 低电压导通。

同理， 本实施例的上述预设时间为根据实际需求设置 的。 其中预设电流 阔值为接近于零的很小的数值， 或者零。 例如可以取小于 1A的电流值。

本实施例的逆变器电路及控制方法， 通过釆用上述技术方案， 能够实 现第二开关 Q2和第三开关 Q3的低电压导通以及低电流关断、和第一开关 Q1 和第四开关 Q4的低电压导通， 使得一开关 Ql、 第二开关 Q2、 第三开关 Q3 和第四开关 Q4为软开关， 从而降低开关损耗， 有效地提高逆变器电路的效 率。

通过上述实施例中单极性调制下的控制方法的 步骤 100-111和双极性调 制下的控制步骤 200-202可以分别实现交流源 AC的有功输出和无功输出。详细 可以分别结合上述实施例中的步骤 100-111或者步骤 200-202与现有技术中的 有功输出或者无功输出原理实现， 详细在此不再赘述。 图 10为本发明另一种实施例提供的逆变器电路的� ��意图。 图 10所示的逆 变器电路在上述图 5所示实施例的基础上， 进一步还可以包括如下方案：

如图 10所示， 本实施例的逆变器电路中电容 C两端并接的并联支路中还包 括第二电感 L2 , 该第二电感 L2与交流源 AC或者负载串联， 即该第二电感 L2 一端与交流源 AC或者负载连接，该第二电感 L2的另一端连接在第一电感 L1与 电容 C之间的电路上。本实施例中增加的第二电感 L2主要起到滤波的作用， 用 于平滑输出电流。

进一步可选地，本实施例的逆变器电路中， 滤波电路中还可以包括与电容 C串接的电阻 R, 即该电阻 R—端与电容 C连接， 而该电阻 R的另一端连接在第 二桥臂的第三开关组和第四开关组之间的电路 上， 此时对应的， 并联支路并 接在电容 C和电阻 R两端， 本实施例的电阻 R与电容 C串接， 可以用于防止第一 电感 Ll、 第二电感 L2和电容 C的谐振。

图 10所示实施例是在图 5所示实施例的基础上， 同时在并联支路中增加第 二电感 L2和在滤波电路中增加电阻 R为例， 实际应用中可以在图 5所示实施例 的基础上，以择一的方式增加第二电感 L2和电阻 R构成本发明的一种可选的逆 变器电路的实施例。 同理， 图 10也是以并联支路中包括交流源 AC为例介绍本 发明的技术方案。

同理可以釆用上述图 6-图 9所示的逆变器电路的控制方法实现对图 10所示 的逆变器电路进行控制， 详细可以参考图 6-图 9所示实施例的记载； 其中图 6 和图 8为单极性调制下的控制方法， 图 7和图 9为双极性调制下的控制方法。

本实施例的逆变器电路，通过釆用上述技术方 案， 能够实现开关能够在低 电压下导通和 /或在低电流下关断， 使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效 地提高逆变器电路的效率。

下面以图 10所示的逆变器电路为例， 详细介绍本发明实施例的逆变器电 路的工作原理。

图 11为图 10所示的逆变器电路的一个周期的输出波形图� �� 如图 11所示， 其中 Tl、 Τ2、 Τ3和 Τ4各为周期 /4, 其中实线为输出电压， 虚线为输出电流。

图 12为单极性调制下的图 11所示的 T1时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 12所示， 粗线所示为该 T1时间段中的电路状态图。

如图 12所示， 在该 T1时间段， 第一开关组中的第一开关 Q1为主控开关， 交流源 AC的电压上方为正极， 下方为负极。 首先导通第一开关组中的第一开 关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q1 ,在高频开关下， 直流源 DC的正极输出的 电流经过第一开关 Ql、 第一电感 L1之后分为两路， 一路经过电容 C、 电阻 R以 及第四开关 Q4回到直流源的负极； 另一路通过第二电感 L2、 交流源 AC和第四 开关 Q4回到直流源的负极。 此时第一电感 L1的电流方向为正向。

根据第一桥臂的工作原理，关断第一开关 Q1之后，应该导通第二开关 Q2。 在第一开关 Q1关断， 第二开关 Q2导通的瞬间， 第二二极管 D2先导通， 此时第 二二极管两端电压很小， 为零或者接近于零的极小值， 此时导通第二开关 Q2, 可以使得第二开关 Q2低电压导通。 第二开关 Q2导通后， 由于第一电感 Ll、 第 二电感 L2和电容 C的存在，第一电感 L1的电流会继续续流， 即电流方向应该不 变； 但是第一电感 L1的电流会慢慢减小， 直到第一电感 L1的电流减为零或者 为接近于零的负向极小值， 关断第二开关 Q2, 使得第二开关 Q2低电流关断， 此时对应得导通第一开关 Q1也属于低电流导通。 第一开关 Q1导通之后， 又回 到图 12所述状态， 此时完成单极性调制下 T1时间段内的一个开关周期， 在该 T1时间段内， 可以通过完成上百个上述开关周期便可以实现 输出图 11中的 T1 时间段的波形。

在该 T1时间段中， 输出电压和电流同相， 且该状态下逆变器的工作原理 为纯有功输出。

图 13A为 T4+T1时间段的一种输出电流 i与时间 t的关系图。 图 13B为 T4+T1 周期的另一种输出电流 i与时间 t的关系图。 这里的 T4时间段 + T1时间段可以为 相邻的两个周期中的前一个周期的最后 T/4与后一个周期的第一个 T/4构成。如 图 13A和图 13B所示， 上半轴的弧线均表示的是 T4+T1周期内输出的电流 i, 锯 齿线表示的是第一电感 L1的电流， 例如可以通过控制第一开 Q1和第四开关 Q4 的导通时间， 以实现控制第一电感 L1的电流， 从而可以实现对输出电流的控 制。 其中第一电感 L1的电流可以釆用现有方式在第一电感 L1前或者后设置检 测器检测到。图 13A对应在第一电感 L1的电流降为零后出现微小的负值时进行 控制的示意图， 图 13B对应在第一电感 L1的电流降为零时进行控制的示意图。 对于 T2+T3时间段的一种输出电流 i与时间 t的关系图 （水平轴下方）正好与图 13A和图 14B所示的输出电流 i与时间 t的关系图 （水平轴上方） 方向相反， 即 将图 13A和图 13B所示图形翻转到水平轴下方即可， 在此不再赘述。 图 14为单极性调制下的图 11所示的 T2时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 14所示， 粗线所示为该 Τ2时间段中的电路状态图。 如图 14所示， 在该 Τ2时 间段中，第二开关 Q2为主控开关， 交流源 AC的电压上方为正极，下方为负极。 第一电感 L 1的电流方向与 T 1时间段中第一电感 L 1的电流方向相反， 若取 T 1时 间段中第一电感 L1的方向为正， 此时 T2时间段中第一电感 L1的方向为负。 因 此在 T1时间到 T2时间段切换时， 需要控制第一电感 L1的电流为 0。 在 T2时间 段开始时， 导通第二开关 Q2和第四开关 Q4, 此时由交流源 AC提供电源， 交流 源 AC的正极输出的电流经过第二电感 L2之后分为两路， 一路经过第一电感 Ll、 第二开关 Q1和第四开关 Q4回到交流源 AC的负极； 另一路经过电容 C和电 阻 R回到交流源 AC的负极。 当第一电感 L1的负向电流增大到一定值时， 关断 第二开关 Q2, 根据第一桥臂的工作原理， 需要导通第一开关 Q1 , 在关断第二 开关 Q2之后导通第一开关 Q1之前， 电流经过第一二级管 D1流向直流源 DC的 正极， 此时第一二极管 D1两端电压很小为零或者接近于零的极小值， 导通第 一开关 Q1 , 使得第一开关 Q1低电流导通。

由于第一电感 Ll、 第二电感 L2和电容 C的存在， 第二开关 Q2关断之后， 第一电感 L1上的电感电流会继续沿着负向续流。 而第一开关 Q1导通之后， 直 流源 DC输出电流， 经过第一开关 Q1流向第一电感 L1 ,对应的第一电感 L1的电 流流向与第一电感 L1的电感电流续流的流向相反， 从而使得第一电感 L1的电 流先由负值逐渐增为零， 然后再正向流动。 当第一电感 L1的电流由负值逐渐 增为零或者开始变为正向的接近于零的极小值 时， 然后关断第一开关 Q1 , 使 得第一开关 Q1低电流关断， 此时对应导通第二开关 Q2也属于低电压导通。 第 二开关 Q2导通之后， 又回到图 14所述状态， 此时完成单极性调制下 T2时间段 内的一个开关周期， 在该 T2时间段内， 可以通过完成上百个上述开关周期便 可以实现输出图 11中的 T2时间段的波形。

如图 14所示的时间段 T2中， 输出电压与电流反相， 市电向逆变器灌入无 功。

图 15为单极性调制下的图 11所示的 T3时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 15所示， 粗线所示为该 T3时间段中的电路状态图。

如图 15, 在 T3时间段， 第三开关 Q3为主控开关， 交流源 AC的电压上方为 正极， 下方为负极。 第二开关组中的第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3导通， 直流源 DC输出的电流经过第三开关 Q3之后， 分为两路， 一路通过交 流源 AC和第二电感 L2, 另一路通过电阻 R和电容 C, 在第一电感 L1的靠近第 二电感 L2和电容 C的一端合并， 合并后的电流经过第一电感 L1和第二开关 Q2 回到直流源的负极。 图 15中所示的第一电感 L1的电流方向与图 12所示的第一 电感 L1的电流方向相反， 即 T3时间段内第一电感 L1的方向为负向。 当第一电 感 L1的负向电流增大到一定值时， 关断第三开关 Q3 , 根据第二桥臂的工作原 理， 关断第三开关 Q3之后， 第四二极管 D4立刻导通， 在第四二极管 D4导通瞬 间， 第四二极管 D4两端电压很小， 为零或者接近于零的极小值。 此时导通第 四开关 Q4, 使得第四开关 Q4导通。

第四开关 Q4导通后， 由于第一电感 Ll、 第二电感 L2和电容 C的存在， 第 一电感 L1中的电流会续流， 并逐渐减小， 直到减为零或者开始有接近于零的 正向极小值时。 此时关断第四开关 Q4, 使得第四开关 Q4低电流关断， 同时导 通第三开关 Q3 , 对应地第三开关 Q3也属于低电流导通， 此时又回到图 15所述 状态， 此时完成单极性调制下 T3时间段内的一个开关周期， 在该 T3时间段内， 可以通过完成上百个上述开关周期便可以实现 输出图 11中的 T3时间段的波 形。

如图 15所示的时间段 T3中， 输出电压与电流同相， 且该状态下逆变器的 工作原理为纯有功输出。

图 16为单极性调制下的图 11所示的 T 4时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 16所示， 粗线所示为该 T4时间段中的电路状态图。

如图 16所示， 在 T4时间段， 第四开关 Q4为主控开关， 交流源 AC的电压上 方为正极， 下方为负极。 第一电感 L1的电流方向与 T1时间段中第一电感 L1的 电流方向相同， 与 T3时间段的电流方向相反， 因此在 T3时间到 T4时间段切换 时， 需要控制第一电感 L1的电流为 0。 在 T4时间段开始时， 导通第二开关 Q2 和第四开关 Q4, 此时由交流源 AC提供电源， 但是在 T4时间段内， 交流源 AC 的正负极正好与图 14所述的 T2时间段中交流源 AC的正负极反向。 交流源 AC 的正极输出的电流经过第四开关 Q4、 第二开关 Q2和第一电感 L1之后分为两 路， 一路经过第二电感 L2回到交流源 AC的负极， 另一路经过电容 C和电阻 R 回到交流源 AC的负极。 当第一电感 L1的正向电流增大到一定值时， 关断第四 开关 Q4, 根据第二桥臂的工作原理， 需要导通第三开关 Q3 , 在关断第四开关 Q4之后导通第三开关 Q3之前， 电流经过第三二级管 D3流向直流源 DC的正极， 此时第三二极管 D3两端电压很小为零或者接近于零的极小值， 导通第三开关 Q3 , 使得第三开关 Q3低电流导通。

第三开关 Q1导通之后， 直流源 DC输出电流， 经过第三开关 Q3分为一路经 过交流源 AC、 第二电感 L2, 另一路经过电阻 R和电容 C, 在第一电感 L1的靠 近第二电感 L2和电容 C一端两路电流合并， 并通过第一电感 L1和第二开关 Q2 回到直流源 DC的负极， 此时导通第三开关 Q3之后， 致使第一电感 L1的电流方 向与关断第四开关 Q4之后在第一电感 L1中产生的电感电流反向相反， 从而导 致第一电感 L1中的电流由正值逐渐减为零再转为负向流向� �� 当第一电感 L1中 的电流减为零或者开始变为负向极小值时， 关断第三开关 Q3 , 使得第三开关 Q3低电流关断， 此时对应的电流为零或者接近于零的很小值， 导通第四开关 Q4也属于地电压导通。 第四开关 Q4导通之后， 又回到图 16所述状态， 此时完 成单极性调制下 T4时间段内的一个开关周期， 在该 T4时间段内， 可以通过完 成上百个上述开关周期便可以实现输出图 11中的 T4时间段的波形。

如图 16所示的时间段 T4中， 输出电压与电流反相， 市电向逆变器灌入无 功。

通过釆用上述 Tl、 Τ2、 Τ3和 Τ4时间段的控制便完成逆变器输出的一个完 整的周期， 在 Tl、 Τ2、 Τ3和 Τ4时间段中每一个时间段内， 均可以釆用上百个 上述相应的开关周期实现图 11所述的输出电压和电流。 上述图 12、 图 14、 图 15和图 16分别为 Tl、 Τ2、 Τ3和 Τ4时间段内的主控状态图。 上述图 12、 图 14、 图 15和图 16中的并联支路中的交流源 AC在不提供电源的情况下可以釆用负载 代替。

釆用上述实施例的技术方案， 能够实现开关在低电压下导通和 /或在低电 流下关断， 使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提高逆变器电路的效 率。

同样， 也可以釆用双极性调制方法调制图 10所示的逆变器电路， 使得该 逆变器电路输出图 11所示的输出电压和输出电流。

图 17为双极性调制下的图 11所示的 T 1时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 17所示， 粗线所示为该 T1时间段中的电路状态图。

如图 17所示， 在 T1时间段， 交流源 AC的电压上方为正极， 下方为负极。 首先控制第一开关组中的第一开关 Ql和第四开关组中的第四开关 Q4导通， 直 流源 DC的正极输出电流经过第一电感 L1后，一路经过第二电感 L2、交流源 AC 和第四开关 Q4回到直流源的负极， 另一路经过电容〇、 电阻 R和第四开关 Q4 回到直流源 DC的负极； 假设第一电感 L1的电流流向为正向。 在该 T1时间段组 内， 第一开关 Q1和第四开关 Q4为主控开关， 当按照上述方式， 第一开关 Q1 和第四开关 Q4导通后， 第一电感 L1的电流到达一定值时， 控制关断第一开关 Q1和第四开关 Q4, 根据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 第一开关 Q1和第四 开关 Q4关断之后，第二开关 Q2和第三开关 Q3就应该导通， 因此在第一开关 Q1 和第四开关 Q4关断之后， 第二开关 Q2和第三开关 Q3导通之前的瞬间， 第二开 关组中的第二二极管 D2和第三开关组中的第三二极管 D3导通， 此时第二二极 管 D2和第三二极管 D3两端的电压均很小， 具体可以为 0或者接近于 0的很小 值， 然后再控制导通第二开关组中的第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3 , 使得第二开关 Q2和第三开关 Q3低电压导通。 在第二开关 Q2和第三开关 Q3低电压导通后， 直流源 DC的正极输出的电流经过第三开关 Q3 , 分为两路， 一路经过并联支路， 即经过交流源 AC和第二电感 L2 , 另一路经过电阻 R和电 容 C, 在第一电感 L1的靠近第二电感 L2和电容 C一端两路电流合并， 合并后的 电流通过第一电感 L1和第二开关 Q2回到直流源的负极。

由于第一电感 L1和第二电感 L2和电容 C的存在第一开关 Q1和第四开关 Q4 关断之后， 第一电感 L1和第二电感 L2中的电感电流还会沿着原来的方向 （即 正向）续流。 但是在第二开关 Q2和第三开关 Q3导通后， 由于直流源 DC的供电 导致第一电感 L1的电流方向与电感电流方向 （即续流方向）相反， 从而导致 第一电感 L1的电流先沿着电感电流方向流动 （即正向） 流动， 在第二开关 Q2 和第三开关 Q3导通后一段时间后， 第一电感 L1的电流表现为由正向电流逐减 降为 0再转向负向流动。 当第一电感 L1的电流降为 0或者开始变为负向的接近 于零的极小值时， 关断第二开关 Q2和第三开关 Q3 , 使得第二开关 Q2和第三开 关 Q3低电流关断。 同时根据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 导通第一开关 Q1和第四开关 Q4, 对应地， 第一开关 Q1和第 4开关 Q4为低电压导通。 导通第 一开关 Q1和第四开关 Q4之后， 电路又回到图 17所示的状态， 此时完成双极性 调制下 T1时间段内的一个开关周期。 在该 T1时间段内， 可以通过完成上百个 上述开关周期便可以实现输出图 11中的 T1时间段的波形。 同理， 在该 Tl时间段中， 输出电压和电流同相， 且该状态下逆变器的工 作原理为纯有功输出。

图 18为双极性调制下的图 11所示的 T2时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 18所示， 粗线所示为该 T2时间段中的电路状态图。

如图 18所示， 在 T2时间段， 交流源 AC的电压上方为正极， 下方为负极。 第二开关 Q2和第三开关 Q3为主控开关， 首先控制第二开关 Q2和第三开关 Q3 导通， 电流流向分析可以参考上述实施例的记载， 此时对应地， 第一电感 L1 的电流为负向。 当第一电感 L1的负向电流增大到一定值时， 关断第二开关 Q2 和第三开关 Q3。 很据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 此时需要导通第一开 关 Q1和第四开关 Q4 , 关断第二开关 Q2和第三开关 Q3后， 第一电感 L1的电感 电流会沿负向继续流动。 而导通第一开关 Q1和第四开关 Q4之后， 会导致第一 电感 L1的电流朝正向流动。 此时对应地， 第一电感 L1的电流应该会先沿着负 向续流电感电流， 直到负向的电感电流由负值逐渐增为零时， 再沿着正向流 动。 当第一电感 L1的电流由负向逐渐增为零或者开始变为正向� ��极小值时， 再关断第一开关 Q1和第四开关 Q4 , 使得第一开关 Q1和第四开关 Q4低电流关 断。 根据第一桥臂和第二桥臂的工作原理， 此时需要导通第二开关 Q2和第三 开关 Q3 ,对应的第二开关 Q2和第三开关 Q3属于低电压导通。导通第二开关 Q2 和第三开关 Q3之后， 电路又回到图 18所示的状态， 此时完成双极性调制下 T2 时间段内的一个开关周期。 在该 T2时间段内， 可以通过完成上百个上述开关 周期便可以实现输出图 11中的 T2时间段的波形。

如图 18所示的时间段 T2中， 输出电压与电流反相， 市电向逆变器灌入无 功。

图 19为双极性调制下的图 11所示的 T3时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 19所示， 粗线所示为该 T3时间段中的电路状态图。

如图 19所示， 在 T3时间段的电路状态图与图 18所示 T2时间段的电路状态 图的区别仅在于： 图 19中交流源 AC的电压上方为负极， 下方为正极， 正好与 图 18中交流源 AC的正负极相反。其控制原理参考上述图 18所示实施例的记载， 详细不再赘述。 如图 19所示的时间段 T3中， 输出电压与电流同相， 且该状态 下逆变器的工作原理为纯有功输出。

图 20为双极性调制下的图 11所示的 T4时间段的逆变器电路的原理图。 如 图 20所示， 粗线所示为该 T3时间段中的电路状态图。

如图 20所示， 在 Τ4时间段的电路状态图与图 17所示 Τ4时间段的的电路状 态图的区别仅在于： 图 20中交流源 AC的电压上方为负极， 下方为正极， 正好 与图 17中交流源 AC的正负极相反。 其控制原理参考上述图 17所示实施例的记 载， 详细不再赘述。

釆用上述实施例的技术方案， 在双极性调制下， 实现开关能够在低电压 下导通和 /或在低电流下关断， 使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提 高逆变器电路的效率。

图 21为本发明再一实施例提供的逆变器电路的示� ��图。 如图 21所示， 本 实施例的逆变器电路在图 5所示的逆变器电路的基础上， 还包括至少一个第三 桥臂， 至少一个第三桥臂中的每个第三桥臂中包括串 联的第五开关元件组和 第六开关元件组， 第五开关组中包括并联的第五开关 Q11和第五二极管 D11 , 第五二极管 D11的负极与直流源 DC的正极连接， 第六开关元件组包括并联的 第六开关 Q21和第六二极管 D21 , 第六二极管 D21的正极与直流源 DC的负极连 接。

逆变器电路中还包括至少一个第三电感 L11 , 至少一个第三电感 L11中的每个第 三电感 L11与至少一个第三桥臂中的一个第三 嗜对应； 至少一个第三电感 L11中的 每个第三电感 L11一端连接在对应的第三桥臂中的第五开关组 与第六开关组之间的 电路上， 另一端连接在第一电感 L1的靠近电容 C的一端。

如图 21所示， 图 21是以增加一个第三桥臂为例， 按照上述实施例的记载， 可以在图 21所示的逆变器电路中增加多个第三桥臂， 详细在此不再赘述。

同理还可以在上述图 10所示实施例中的逆变器电路中增加至少一个� ��三 桥臂构成本发明的再一逆变器电路的实施例， 详细可以参考上述实施例的记 载， 在此不再赘述。

图 22为本发明实施例的图 21所示实施例的逆变器电路的一种控制方法的 流程图。 如图 22所示， 本实施例的逆变器电路的控制方法， 具体可以包括如 下步骤：

300、 控制至少一个第五开关组中的至少一个第五开 关 Qll、 第一开关组 中的第一开关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q4导通，直流源 DC的正极输出电 流分为至少两路， 一路经过第一开关 Q 1和第一电感 L1 , 至少一路中的每一路 经过一个第五开关 Qll和一个第三电感 Lll , 在第一电感 L1的靠近交流源 AC 和 /或电容 C的一端， 至少两路电流合并， 并再次分为两个支路， 一支路经过 交流源 AC后， 另一支路经过电容 C后， 两个支路的电流混合并通过第四开关 Q4回到直流源 DC的负极；

殳设 300中第一电感的电流流向为正向；

301、 分别控制关断至少一个第五开关 Q11和第一开关 Q1 , 对应地至少一 个第六开关组中的第六二极管 D21和第二开关组中的第二二极管 D2导通， 再 分别控制导通至少一个第六开关组中的第六开 关 Q21和第二开关组中的第二 开关 Q2, 使得第二开关 Q2和至少一个第六开关 Q21低电压导通。

釆用上述实施例控制方法可以实现对图 21所示的逆变器进行控制， 以实 现开关的低电压导通， 从而使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提高 逆变器电路的效率。

进一步可选地， 在上述步骤 301之后， 还可以包括如下内容：

302、 当第一电感 L1和至少一个第三电感 L11的电流的数值分别小于预设 电流阔值时， 控制关断第二开关组中的第二开关 Q2和至少一个第六开关组中 的第六开关 Q21 , 第一开关组中的第一二极管 D1和至少一个第五开关组中的 第五二极管 D11导通，再控制导通第一开关组中的第一开关 Q1和至少一个第五 开关组中的第五开关 Q11 ,使得第二开关 Q2和至少一个第六开关 Q21低电流关 断， 第一开关 Q2和至少一个第五开关 Q11低电压导通。

具体地， 预设电流阔值为接近于零的极小值， 例如可以为小于 1A的电流 值。 具体地， 第一电感 L1和至少一个第三电感 L11的电流的数值分别为零或者 为接近于零的极小值时控制关断第二开关组中 的第二开关 Q2和至少一个第六 开关组中的第六开关 Q21。

进一步可选地， 在上述步骤 302之后， 还可以包括如下内容：

303、 控制至少一个第六开关组中的第六开关 Q21、 第二开关组中的第二 开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3导通，直流源 DC的正极输出电流经第三 开关 Q3后分为两个支路， 一支路经过交流源 AC后， 另一支路经过电容 C后， 在第一电感 L1靠近交流源 AC和 /或电容 C的一端， 两个支路的电流合并， 并再 次被分为至少两路， 一路经过第一电感 L1和第一开关 Q1回到直流源 DC的负 极， 至少一路中的每一路经过一个对应的第三电感 L11和一个第五开关 Q11回 到直流源 DC的负极；

303中对应第一电感 L1的电流流向为负向。

304、 控制关断第三开关 Q3 , 第四开关组中的第四二极管 D2导通， 再控 制导通第四开关组中的第四开关 Q4, 使得第四开关 Q4的低电压导通。

进一步可选地， 在上述步骤 303之后， 还可以包括如下内容：

305、 当第一电感 L1和至少一个第三电感 L11的电流的数值分别小于预设 电流阔值时， 控制关断第四开关组中的第四开关 Q4, 第三开关组中的第三二 极管 D3导通， 再控制导通第三开关组中的第三开关 Q3 , 使得第四开关 Q4低电 流关断， 第三开关 Q3的低电压导通。

本实施例中以并联支路中包括一个交流源 AC为例介绍本发明的技术方 案， 实际应用中该交流源 AC可以釆用负载来代替。

由于图 21所示的逆变器电路中都是以增加一个第三桥� ��为例， 因此上述 300-304中的也可以一个第三桥臂为例实现相应� �控制过程， 此时对应的第五 开关组和第六开关组均为一个， 即对应的第五开关 Qll、 第五二极管 Dll、 第 六开关 Q21和第六二极管 D21均为一个。

图 22所示实施例的控制方法为在单极性控制下对� �� 21所示实施例的逆变 器电路的控制。

图 21所示实施例中， 第三桥臂与第一桥臂作用相同， 其实现控制的方式 也完全相同，即第五开关 Q11与图 21所示的逆变器电路中与第一开关 Q1地位是 对等的； 第六开关 Q21与图 21所示的逆变器电路中的第二开关 Q2地位是对等 的； 第三电感 L11和与图 21所示的逆变器电路中的第一电感 L1地位是对等的。 因此图 22所示实施例的控制方法与上述图 6及图 8对应的实施例的控制方法的 实现机制相类似，其中对第三桥臂中的第五开 关 Q11的控制与第一开关 Q1的控 制方式相同， 对第六开关 Q21的控制与第二开关 Q2的控制方式相同， 第三电 感 L11和第一电感 L1的控制方式相同， 因此详细亦可参考上述图 6和图 8所示实 施例的记载方式实现图 22所示实施例的控制过程。

釆用上述实施例的技术方案， 能够实现开关能够在低电压下导通和 /或在 低电流下关断， 使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提高逆变器电路 的效率。

图 23为本发明实施例的图 21所示的逆变器电路的另一种控制方法的流程 图。 如图 23所示， 本实施例的逆变器电路的控制方法， 具体可以包括如下步 骤：

400、 控制至少一个第五开关组中的至少一个第五开 关 Qll、 第一开关组 中的第一开关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q4导通，直流源 DC的正极输出电 流分为至少两路， 一路经过第一开关 Q1和第一电感 L1 , 至少一路中的每一路 经过一个第五开关 Q11和一个第三电感 L11 , 在第一电感 L1的靠近交流源 AC 和 /或电 C容的一端， 至少两路电流合并， 并再次分为两个支路， 一支路经过 交流源 AC后， 另一支路经过电容 C后， 两个支路的电流合并经过第四开关 Q4 后回到直流源 DC的负极；

殳设 400中第一电感 L 1的电流流向为正向。

401、 控制关断至少一个第五开关 Qll、 第一开关 Q1和第四开关 Q4, 对应 地， 至少一个第六开关组中的第六二极管 D21、 第二开关组中的第二二极管 D2和第三开关组中的第三二极管 D3导通，再控制导通至少一个第六开关 Q21、 第二开关 Q2和第三开关 Q3 , 使得至少一个第六开关 Q21、 第二开关 Q2和第三 开关 Q3低电压导通。

可选地， 上述实施例中的步骤 401之后， 还可以包括：

402、 当第一电感 L1和至少一个第三电感 L11的电流的数值分别小于预设 电流阔值时， 控制关断至少一个第六开关组中的第六开关 Q21、 第二开关组中 的第二开关 Q2和第三开关组中的第三开关 Q3 , 至少一个第五开关组中的第五 二极管 Dl 1、 第一开关组中的第一二极管 D1和第四开关组中的第四二极管 D4 导通， 再控制导通至少一个第五开关组中的第五开关 Qll、 第一开关组中的第 一开关 Q1和第四开关组中的第四开关 Q4, 使得至少一个第六开关 Q21、 第二 开关 Q2和第三开关 Q3低电流关断， 至少一个第五开关 Qll、 第一开关 Q1和第 四开关 Q4低电压导通。

需要说明的是， 上述实施例中， 当增加至少一个第三桥臂时， 此时对应 的需要增加至少一个第三电感 L11 ,此时还需要控制第一电感 L1和至少一个第 三电感 L11的电流达到峰值的时间互相错开， 这样可以减少紋波， 使得输出质 量更好。

本实施例中以并联支路中仅包括一个交流源 AC为例介绍本发明的技术方 案， 实际应用中该交流源 AC可以釆用负载来代替。 由于图 23所示的逆变器电路中都是以增加一个第三桥� ��为例， 因此上述 400-402中的也可以一个第三桥臂为例实现相应� �控制过程， 此时对应的第五 开关组和第六开关组均为一个， 即对应的第五开关 Qll、 第五二极管 Dll、 第 六开关 Q21和第六二极管 D21均为一个。

图 23所示实施例的控制方法为在双极性控制下对� �� 21所示实施例的逆变 器电路的控制。

同理， 图 23所示实施例的控制方法与上述图 7及图 9对应的实施例的控制 方法的实现机制相类似，其中对第三桥臂中的 第五开关 Q11的控制与第一开关 Q1的控制方式相同， 对第六开关 Q21的控制与第二开关 Q2的控制方式相同， 第三电感 L11和第一电感 L1的控制方式相同， 因此详细亦可参考上述图 7和图 9 所示实施例的记载方式实现图 22所示实施例的控制过程。

同理可以参考上述对图 10所示逆变器电路的单极性调制下的控制和双� �� 性调制下的控制原理， 实现对图 21所示的逆变器电路进行单极性调制下的控 制和双极性调制下的控制， 详细参考上述实施例的记载， 在此不在赘述。

图 24A为 T4+T1时间段的再一种输出电流 i与时间 t的关系图。 图 24B为 T4+T1周期的又一种输出电流 i与时间 t的关系图。 图 20 A和图 24B分别对应在 上述图 21所示逆变器电路的正向电流输出状态图。 图 24A和图 24B分别与图 13A和图 13B对应， 与图 13A和图 13B的区别仅在于， 图 20 A和图 24B中存在 两条锯齿线， 分别表示第一电感 L1的电流和第三电感 L11的电流， 如图 24A和 图 24B所示， 需要控制第一电感 L1和至少一个第三电感 L11的电流达到峰值的 时间互相错开， 这样可以减少紋波， 使得输出质量更好。

釆用上述实施例的技术方案， 能够实现开关能够在低电压下导通和 /或在 低电流下关断， 使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提高逆变器电路 的效率。

同理釆用上述图 22或者图 23所示的对图 21所示的逆变器电路的控制方法 也可以实现图 21所示逆变器电流的有功输出和武功输出， 详细在此不再赘述。

图 25为本发明一实施例提供的逆变器电路控制装� ��的结构示意图， 如图 25所示， 本实施例的逆变器电路控制装置包括逆变器电 路 10和控制模块 20。 本实施例的逆变器电路 10包括直流源、 第一桥臂和第二桥臂， 第一桥臂 分别连接直流源的正极和负极， 第二桥臂分别连接直流源的正极和负极， 第 一桥臂和第二桥臂并联设置； 第一桥臂包括串联的第一开关元件组和第二开 关元件组， 第一开关元件组包括并联的第一开关和第一二 极管， 第一二极管 的负极与直流源的正极连接， 第二开关元件组包括并联的第二开关和第二二 极管， 第二二极管的正极与直流源的负极连接； 第二桥臂包括串联的第三开 关元件组和第四开关元件组， 第三开关元件组包括并联的第三开关和第三二 极管， 第三二极管的负极与直流源的正极连接， 第四开关元件组包括并联的 第四开关和第四二极管， 第四二极管的正极与直流源的负极连接； 逆变器电路 中还包括滤波电路，滤波电路中包括串联的第 一电感和电容，第一电感的另一端连接 在第一桥臂的第一开关元件组与第二开关元件 组之间的电路上， 电容的另一 端连接在第二桥臂的第三开关元件组与第四开 关元件组之间的电路上， 电容 的两端并接一并联支路， 并联支路中包括交流源或者负载。

控制模块 20与逆变器电路 10连接， 用于控制逆变器电路 10中的第一开关 组中的第一开关和第四开关组中的第四开关导 通， 直流源的正极输出的电流 经过第一开关和第一电感后分为两路， 一路经过并联支路后； 另一路通过电 容后， 两路电流汇合经第四开关回到直流源的负极。

该控制模块 20还用于控制关断第一开关， 第二开关组中的第二二极管导 通， 再控制导通第二开关组中的第二开关， 使得第二开关低电压导通。

需要说明的是， 本实施例中的逆变器电路 10具体可以釆用上述图 5所示实 施例的逆变器电路，详细可以参考上述图 5所示实施例的记载，在此不再赘述。

控制模块 20具体用于釆用图 6所示的逆变器电路的控制方法实现对上述 逆变器电路 10进行控制， 使得逆变器电路 10中的开关能够低电压导通。

可选地， 本实施例的逆变器电路 10还可以釆用上述图 10或者图 21所述的 逆变器电路， 详细可以参考上述图 10或图 21所示实施例的记载， 在此不再赘 述。 对应地， 控制模块 20还可以釆用上述图 8或者图 22所示的逆变器电路的控 制方法实现对上述逆变器电路 10进行控制， 使得逆变器电路 10中的开关能够 低电压导通和 /或低电流关断。

本实施例的逆变器电路的控制装置， 通过控制模块的控制， 能够使得逆 变器电路中的开关在低电压下导通和 /或在低电流下关断，使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提高逆变器电路的效率。

图 26为本发明一实施例提供的逆变器电路控制装� ��的结构示意图， 如图 26所示， 本实施例的逆变器电路控制装置包括逆变器电 路 30和控制模块 40。 本实施例的逆变器电路 30包括直流源、 第一桥臂和第二桥臂， 第一桥臂 分别连接直流源的正极和负极， 第二桥臂分别连接直流源的正极和负极， 第 一桥臂和第二桥臂并联设置； 第一桥臂包括串联的第一开关元件组和第二开 关元件组， 第一开关元件组包括并联的第一开关和第一二 极管， 第一二极管 的负极与直流源的正极连接， 第二开关元件组包括并联的第二开关和第二二 极管， 第二二极管的正极与直流源的负极连接； 第二桥臂包括串联的第三开 关元件组和第四开关元件组， 第三开关元件组包括并联的第三开关和第三二 极管， 第三二极管的负极与直流源的正极连接， 第四开关元件组包括并联的 第四开关和第四二极管， 第四二极管的正极与直流源的负极连接； 逆变器电路 中还包括滤波电路，滤波电路中包括串联的第 一电感和电容，第一电感的另一端连接 在第一桥臂的第一开关元件组与第二开关元件 组之间的电路上， 电容的另一 端连接在第二桥臂的第三开关元件组与第四开 关元件组之间的电路上， 电容 的两端并接一并联支路， 并联支路中包括交流源或者负载。

控制模块 40与逆变器电路 30连接， 用于控制逆变器电路 30中的第一开关 组中的第一开关和第四开关组中的第四开关导 通， 直流源的正极输出电流经 过第一开关和第一电感后分为两路： 一路经过并联支路后， 另一路经过电容 后， 两路电流汇合后经过第四开关回到直流源的负 极。

控制模块 40还用于控制关断第一开关和第四开关， 第二开关组中的第二 二极管和第三开关组中的第三二极管导通， 再控制导通第二开关组中的第二 开关和第三开关组中的第三开关， 使得第二开关和第三开关低电压导通。

需要说明的是， 本实施例中的逆变器电路 30具体可以釆用上述图 5所示实 施例的逆变器电路，详细可以参考上述图 5所示实施例的记载，在此不再赘述。

控制模块 40具体用于釆用图 7所示的逆变器电路的控制方法实现对上述 逆变器电路 30进行控制， 使得逆变器电路 30中的开关能够低电压导通。

可选地， 本实施例的逆变器电路 30还可以釆用上述图 10或者图 21所述的 逆变器电路， 详细可以参考上述图 10或图 21所示实施例的记载， 在此不再赘 述。 对应地， 控制模块 40还可以釆用上述图 9或者图 23所示的逆变器电路的控 制方法实现对上述逆变器电路 30进行控制， 使得逆变器电路 30中的开关能够 低电压导通和 /或低电流关断。 本实施例的逆变器电路的控制装置， 通过控制模块的控制， 能够使得逆 变器电路中的开关在低电压下导通和 /或在低电流下关断，使得开关为软开关， 从而降低损耗， 有效地提高逆变器电路的效率。

本领域普通技术人员可以理解： 实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。 前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。 该程序在执行时， 执行包括上述各方法实施例的步骤； 而 前述的存储介质包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。

最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的 说明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例 技术方案的范围。