CN109450268A - 一种单相零电压开关背靠背变流器电路及其调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单相零电压开关背靠背变流器电路及其调制方法，包括整流侧滤波电感、逆变侧滤波电感、滤波电容、负载，四组由两个带反并二极管的全控型主开关构成的桥臂，在直流母线电容和四组桥臂的母线之间接入包含反并联二极管的全控型辅助开关，箝位电容以及谐振电感组成的辅助电路，主开关和辅助开关两端并联谐振电容。本发明将主开关与辅助开关的脉冲信号进行同步，并增加了直通信号，为谐振电感充磁提供额外谐振能量，实现了工频周期内不同工况下的全范围软开关，有效抑制主开关反并联二极管的反向恢复电流，具有低电压、电流应力，开关损耗小，电路效率高，EMI小等特点，该发明有利于提高电路的开关频率，提升系统功率密度。

Description

一种单相零电压开关背靠背变流器电路及其调制方法

技术领域

本发明涉及变流器技术领域，尤其涉及一种单相零电压开关背靠背变流器电路及其调制方法。

背景技术

传统的两电平单相背靠背PWM变流器包括八个含反并联二极管的全控主开关(S_i1～S_i4和S_o1～S_o4)组成的四桥臂系统，在第一桥臂和第二桥臂的输出中点与电网串联回路中接入一个输入滤波电感(L_i)，在直流母线正负端之间接入一个直流母线电容(C_dc)，在第三桥臂和第四桥臂的输出中点与负载(R)串联回路中接入一个输出滤波电感(L_o)和输出滤波电容(C_o)组成的输出滤波器。电路工作在硬开关状态，存在二极管反向恢复现象，开关器件开关损耗大、电压电流应力大，限制了变流器工作频率的提高，导致需采用较大的滤波器，降低了变流器功率密度。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小开关损耗，提高电路效率的单相零电压开关背靠背变流器电路及其调制方法。

本发明内容的一个方面，提供一种单相零电压开关背靠背变流器电路，如图1所示，包括整流侧滤波电感L_i，直流侧电容C_dc，逆变侧滤波电容C_o，滤波电感L_o，负载电阻R，和由含并联二极管D_aux的辅助开关S_aux、谐振电感L_r、箝位电容C_c构成的辅助谐振支路以及四组桥臂；每组桥臂由两个包含反并二极管的全控型开关串联构成，其中：第一桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i1、S_i4和D_i1、D_i4，第二桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i2、S_i3和D_i2、D_i3，第三桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_o1、S_o4和D_o1、D_o4，第四桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_o2、S_o3和D_o2、D_o3，所述第一桥臂与第二桥臂的中点通过整流侧滤波电感L_i、单相交流电网连接，第三桥臂与第四桥臂的中点通过逆变滤波电感L_o与逆变滤波电容C_o构成的输出滤波器与负载电阻R相连，负载电阻R与逆变器滤波电容C_o并联，上述四组桥臂上开关的集电极以及下开关的发射极分别与直流母线并联形成桥臂正母线和负母线，辅助谐振支路与直流侧电容C_dc串联接于桥臂正母线和负母线之间，在辅助谐振支路中谐振电感L_r并联在辅助开关S_aux与箝位电容C_c串联的支路两端，各开关S_i1～S_i4、S_o1～S_o4和S_aux的集电极与发射极之间分别并联一个谐振电容C_i1～C_i4、C_o1～C_o4和C_aux。

本发明内容的另一个方面，提供一种单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方法，如图2所示，包括整流侧主开关比较值计算模块、逆变侧主开关比较值计算模块、辅助开关比较值计算模块、载波信号发生模块、载波信号反向模块、整流PWM产生模块、逆变PWM产生模块、第一比较器、第一上升沿延时模块、第二比较器、第一延时模块、四个或门；以上模块对单相零电压背靠背变流器整流侧主开关S_i1～S_i4、逆变侧主开关S_o1～S_o4以及辅助开关S_aux的零电压开关控制信号进行零电压开关调制。

整流侧主开关比较值计算模块用于产生第一、二桥臂的调制波信号m_g，逆变侧主开关比较值计算模块用于产生第三、四桥臂的调制波信号m_o，辅助开关比较值计算模块用于产生辅助管的占空比信号D_aux以及直通占空比信号D_short，其中占空比信号D_aux、通信号D_short满足以下关系：

D_aux＝U_dc/(U_dc+U_Cc)

D_short＝D_aux-T_r1/T_s

其中，U_Cc为箝位电容C_c两端电压，U_dc为直流侧电容C_dc两端的电压，T_r1为两次谐振时间和，T_s为开关频率

载波信号发生模块用于产生一个下降锯齿波信号V_{saw_down}，其周期为T_s，载波信号反向模块用于产生一个反向的上升锯齿波信号V_{saw_up}，且与输入的下降锯齿波信号同相位，整流PWM产生模块的四个输入依次为整流侧输入电流i_g、调制波信号m_g、下降沿锯齿波V_{saw_down}和上升沿锯齿波V_{saw_up}，输出端分别连接第一或门、第二或门的第一输入端，逆变PWM产生模块的四个输入依次为逆变侧输出电流i_o、调制波信号m_o、下降沿锯齿波V_{saw_down}和上升沿锯齿波V_{saw_up}，输出端分别连接第三或门、第四或门的第一输入端，第一比较器的正向输入为直通占空比信号D_short，负向输入为下降锯齿波信号V_{saw_down}，第一上升沿延时对第一比较器的输出信号进行上升沿延时输出，其输出端分别连接第一或门、第二或门、第三或门、第四或门的第二输入端，第二比较器正向输入为辅管占空比信号D_aux，负向输入为下降锯齿波信号V_{saw_down}，第一延时模块对第二比较器的输出信号进行延时输出作为辅助开关管S_aux的驱动信号V_gaux，第一或门对输入信号进行或运算后作为开关管S_i1、S_i3的驱动信号V_gi1、V_gi3，第二或门对输入信号进行或运算后作为开关管S_i2S_i4和V_gi2和V_gi4，第三或门对输入信号进行或运算后作为开关管S_o1、S_o3的驱动信号V_go1、V_go3，第四或门对输入信号进行或运算后作为开关管S_o2、S_o4的驱动信号V_go2、V_go4。

上述的整流PWM产生模块、逆变PWM产生模块为同一类型的模块，具有相同的结构；该类型模块均包括：电流方向检测模块、第一选择器、第三比较器、第一反相器、第二上升沿延时模块和第三上升沿延时模块；且均依次包含四个信号输入端：第一输入端用于输入电流信号i、第二输入端用于输入调制比信号m、第三输入端用于输入下降锯齿波V_{saw_down}和第四输入端用于输入上升锯齿波V_{saw_up}，两个输出信号：V_up、V_down，电流方向检测模块的输入端连接上述第一输入端，电流方向检测模块的输出作为第一选择器的选择控制信号，当电流信号i方向为正时，第一选择器选择接通第三输入端输入的下降锯齿波V_{saw_down}，当电流信号i方向为负时，第一选择器选择接通第四输入端输入的上升锯齿波V_{saw_up}，第一选择器的输出作为第三比较器负端输入信号，第三比较器的正端连接上述第二输入端输入的调制比信号m，第三比较器的输出分别作为第一反相器的输入，同时作为第二上升沿延时模块的输入，第一反相器的输出作为第三上升沿延时模块的输入信号，第二上升沿延时模块和第三上升沿延时模块的输出分别作为整个PWM产生模块的输出信号V_up和V_down，整流PWM产生模块的V_up作为第一或门的第一输入端信号，V_down作为第二或门的第一输入端信号，逆变PWM产生模块的V_up作为第三或门的第一输入端信号，V_down作为第四或门的第一输入端信号。

上述的第一上升沿延时模块、第二上升沿延时模块、第三上升沿延时模块为同一功能模块，它们的功能为：对上升沿信号进行延时T_d1时间后输出，所述的第一延时模块功能为：对输入信号延时T_d2时间后输出，上述延时时间T_d1与T_d2满足：T_d2-T_d1>T_r2，其中T_r2为第一次谐振时间，其表达式为：

其中，L_r为谐振电感的感值，C_r为等效谐振电容，满足：

C_r＝4C_res+C_aux

其中C_res为第一、二、三、四桥臂的主开关管上并联电容的容值，C_aux为辅助开关管上并联电容的容值。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

采用本发明将主开关与辅助开关的脉冲信号进行同步，并增加了直通信号，为谐振电感充磁提供额外谐振能量，实现了工频周期内不同工况下的全范围软开关，有效抑制主开关反并联二极管的反向恢复电流，具有低电压、电流应力，开关损耗小，电路效率高，EMI小等特点，该发明有利于提高电路的开关频率，提升系统功率密度。

附图说明

图1为单相零电压开关背靠背变流器电路。

图2为单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方式实现方法框图。

图3为单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方式实现方法框图中整流、逆变PWM产生模块的具体实现方法框图。

图4为一个工频周期内根据输入、输出电流波形划分的四个工作区间示意图。

图5为本发明在区域Ⅱ中的脉冲控制时序图。

图6～17分别为本发明在区域Ⅱ中一个开关周期的各阶段的工作等效电路。

图18为本发明在区域Ⅱ中一个开关周期的主要工作电压和电流波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

参照图1，单相零电压开关背靠背变流器电路包括整流侧滤波电感L_i，直流侧电容C_dc，逆变侧滤波电容C_o，滤波电感L_o，负载电阻R，和由含并联二极管D_aux的辅助开关S_aux、谐振电感L_r、箝位电容C_c构成的辅助谐振支路以及四组桥臂；每组桥臂由两个包含反并二极管的全控型开关串联构成，其中：第一桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i1、S_i4和D_i1、D_i4，第二桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i2、S_i3和D_i2、D_i3，第三桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_o1、S_o4和D_o1、D_o4，第四桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_o2、S_o3和D_o2、D_o3，所述第一桥臂与第二桥臂的中点通过整流侧滤波电感L_i、单相交流电网连接，第三桥臂与第四桥臂的中点通过逆变滤波电感L_o与逆变滤波电容C_o构成的输出滤波器与负载电阻R相连，负载电阻R与逆变器滤波电容C_o并联，上述四组桥臂上开关的集电极以及下开关的发射极分别与直流母线并联形成桥臂正母线和负母线，辅助谐振支路与直流侧电容C_dc串联接于桥臂正母线和负母线之间，在辅助谐振支路中谐振电感L_r并联在辅助开关S_aux与箝位电容C_c串联的支路两端，各开关S_i1～S_i4、S_o1～S_o4和S_aux的集电极与发射极之间分别并联一个谐振电容C_i1～C_i4、C_o1～C_o4和C_aux。

参照图2，单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方法，包括整流侧主开关比较值计算模块1、逆变侧主开关比较值计算模块2、辅助开关比较值计算模块3、载波信号发生模块4、载波信号反向模块5、整流PWM产生模块6、逆变PWM产生模块7、第一比较器8、第一上升沿延时模块9、第二比较器10、第一延时模块11、四个或门12～15；以上模块对单相零电压背靠背变流器整流侧主开关S_i1～S_i4、逆变侧主开关S_o1～S_o4以及辅助开关S_aux的零电压开关控制信号进行零电压开关调制。

整流侧主开关比较值计算模块1用于产生第一、二桥臂的调制波信号m_g，逆变侧主开关比较值计算模块2用于产生第三、四桥臂的调制波信号m_o，辅助开关比较值计算模块3用于产生辅助管的占空比信号D_aux以及直通占空比信号D_short，其中占空比信号D_aux、通信号D_short满足以下关系：

D_aux＝U_dc/(U_dc+U_Cc)

D_short＝D_aux-T_r1/T_s

其中，U_Cc为箝位电容C_c两端电压，U_dc为直流侧电容C_dc两端的电压，T_r1为两次谐振时间和，T_s为开关频率

载波信号发生模块(4)用于产生一个下降锯齿波信号V_{saw_down}，其周期为T_s，载波信号反向模块(5)用于产生一个反向的上升锯齿波信号V_{saw_up}，且与输入的下降锯齿波信号同相位，整流PWM产生模块(6)的四个输入依次为整流侧输入电流i_g、调制波信号m_g、下降沿锯齿波V_{saw_down}和上升沿锯齿波V_{saw_up}，输出端分别连接或门(12)、或门(13)的第一输入端，逆变PWM产生模块(7)的四个输入依次为逆变侧输出电流i_o、调制波信号m_o、下降沿锯齿波V_{saw_down}和上升沿锯齿波V_{saw_up}，输出端分别连接或门(14)、或门(15)的第一输入端，比较器(8)的正向输入为直通占空比信号D_short，负向输入为下降锯齿波信号V_{saw_down}，第一上升沿延时(9)对比较器(8)的输出信号进行上升沿延时输出，其输出端分别连接或门(12)、或门(13)、或门(14)、或门(15)的第二输入端，比较器(10)正向输入为辅管占空比信号D_aux，负向输入为下降锯齿波信号V_{saw_down}，第一延时模块(11)对比较器(10)的输出信号进行延时输出作为辅助开关管S_aux的驱动信号V_gaux，或门(12)对输入信号进行或运算后作为开关管S_i1、S_i3的驱动信号V_gi1、V_gi3，或门(13)对输入信号进行或运算后作为开关管S_i2S_i4和V_gi2和V_gi4，或门(14)对输入信号进行或运算后作为开关管S_o1、S_o3的驱动信号V_go1、V_go3，或门(15)对输入信号进行或运算后作为开关管S_o2、S_o4的驱动信号V_go2、V_go4。

参照图3，上述的整流PWM产生模块6、逆变PWM产生模块7为同一类型的模块，具有相同的结构；该类型模块均包括：电流方向检测模块16、第一选择器17、第三比较器18、第一反相器19、第二上升沿延时模块20和第三上升沿延时模块21；且均依次包含四个信号输入端：第一输入端用于输入电流信号i、第二输入端用于输入调制比信号m、第三输入端用于输入下降锯齿波V_{saw_down}和第四输入端用于输入上升锯齿波V_{saw_up}，两个输出信号：V_up、V_down，电流方向检测模块16的输入端连接上述第一输入端，电流方向检测模块16的输出作为第一选择器17的选择控制信号，当电流信号i方向为正时，第一选择器17选择接通第三输入端输入的下降锯齿波V_{saw_down}，当电流信号i方向为负时，第一选择器17选择接通第四输入端输入的上升锯齿波V_{saw_up}，第一选择器17的输出作为第三比较器18负端输入信号，第三比较器18的正端连接上述第二输入端输入的调制比信号m，第三比较器18的输出分别作为第一反相器19的输入，同时作为第二上升沿延时模块20的输入，第一反相器19的输出作为第三上升沿延时模块21的输入信号，第二上升沿延时模块20和第三上升沿延时模块21的输出分别作为整个PWM产生模块的输出信号V_up和V_down，整流PWM产生模块6的V_up作为第一或门12的第一输入端信号，V_down作为第二或门13的第一输入端信号，逆变PWM产生模块7的V_up作为第三或门14的第一输入端信号，V_down作为第四或门15的第一输入端信号。

上述的第一上升沿延时模块9、第二上升沿延时模块20、第三上升沿延时模块21为同一功能模块，它们的功能为：对上升沿信号进行延时T_d1时间后输出，所述的第一延时模块11功能为：对输入信号延时T_d2时间后输出，上述延时时间T_d1与T_d2满足：T_d2-T_d1>T_r2，其中T_r2为第一次谐振时间，其表达式为：

其中，L_r为谐振电感的感值，C_r为等效谐振电容，满足：

C_r＝4C_res+C_aux

其中C_res为第一、二、三、四桥臂的主开关管上并联电容的容值，C_aux为辅助开关管上并联电容的容值。

对于单相零电压开关背靠背变流器电路，可以根据其输入、输出电流的相位情况，将工作区域划分成四个区域，如图4所示。下面以整流侧输入电流i_g、逆变侧输出电流i_o处在区域Ⅱ为例，对电路工作在一个开关周期内的工作过程进行分析，在该开关周期内，开关管的脉冲控制时序如图5所示，在一个开关周期内，变流器共有个工作状态。图6～17是该区域内一个开关周期的工作等效电路，工作时的主要电压和电流波形如图18所示，电路的电压电流参考方向如图1所示。电路工作在其它区间内的工作过程与此类似。

具体阶段分析如下：

阶段一(t₀～t₁)：

如图6所示，第一桥臂上管二极管D_i1，第二桥臂下管二极管D_i3，第三桥臂下管二极管D_o4，第四桥臂上管二极管D_o2导通，由谐振电感L_r、箝位电容C_c、辅助开关管S₇组成的辅助电路中，箝位电容C_c两端电压为U_Cc，谐振电感电流线性上升。

阶段二(t₁～t₂)：

如图7所示，在t₁时刻辅助开关管S_aux关断，谐振电感L_r使主开关S_i4、S_i2、S_o1、S_o3的并联电容C_i4、C_i2、C_o1、C_o3放电，同时使辅助开关管S_aux的并联电容C_aux充电，在t₂时刻，主开关管S_i4、S_i2、S_o1、S_o3的并联电容C_i4、C_i2、C_o1、C_o3电压谐振至零，该阶段结束。

阶段三(t₂～t₃)：

如图8所示，在t₂时刻以后二极管D_i4、D_i2、D_o1、D_o3导通，将并联电容C_i4、C_i2、C_o1、C_o3上的电压箝位为零，在t₃时刻，主开关管S_i4、S_i2、S_o1、S_o3开通，实现主开关管S_i4、S_i2、S_o1、S_o3的零电压开通，该阶段结束。

阶段四(t₃～t₄)：

如图9所示，在主开关管S_i4、S_i2、S_o1、S_o3开通后，电路进入换流阶段，整流侧输入电流i_g开始由二极管D_i1向开关管S_i4换流以及二极管D_i3向开关管S_i2换流。同时，逆变侧输出电流i_o开始由二极管D_o4向开关管S_o1换流以及二极管D_o2向开关管S_o3换流，在t₄时刻，上述四个桥臂换流均结束，该阶段结束。

阶段五(t₄～t₅)：

如图10所示，在t₄时刻，开通四个桥臂所有开关管S_i1、S_i2、S_i3、S_i4、S_o1、S_o2、S_o3、S_o4，电路进入直通阶段，直流侧电压U_dc使谐振电感电流i_Lr继续以U_dc/L_r速率线性下降，为谐振电感L_r储存谐振能量。

阶段六(t₅～t₆)：

如图11所示，在t₅时刻，主开关管S_i1、S_i3、S_o4、S_o2关断，谐振电感L_r使辅助开关管S_aux的并联电容C_aux放电，同时使主开关管S_i1、S_i3、S_o4、S_o2的并联电容C_i1、C_i3、C_o4、C_o2充电，在t₆时刻，辅助开关管S_aux的并联电容C_aux电压谐振至零

阶段七(t₆～t₇)：

如图12所示，在t₆时刻以后二极管D_aux会导通，将并联C_aux上的电压箝位为零，在t₇时刻，辅助开关管S_aux开通，实现辅助开关管S_aux的零电压开通，该阶段结束。

阶段八(t₇～t₈)：

如图13所示，谐振电感L_r电压被箝位在U_Cc，在箝位电容Cc作用下，谐振电感电流i_Lr以U_Cc/L_r速率线性上升。

阶段九(t₈～t₉)：

如图14所示，在t₈时刻，主开关管S_i4、S_i2关断，第一、二桥臂同时开始换流，并联电容C_i4、C_i2开始充电，C_i1、C_i3开始放电，在t₉时刻，并联电容C_i4、C_i2上的电压上升到U_Cc+U_dc，而C_i1、C_i3上的电压下降到零，该阶段结束。

阶段十(t₉～t₁₀)：

如图15所示，在t₉时刻，二极管D_i1、D_i3导通，第一、二桥臂完成换流。

阶段十一(t₁₀～t₁₁)：

如图16所示，在t₁₀时刻，主开关管S_o1、S_o3关断，第一、二桥臂同时开始换流，并联电容C_o1、C_o3开始充电，C_o2、C_o4开始放电，在t₁₁时刻，并联电容C_o1、C_o3上的电压上升到U_Cc+U_dc，而C_o2、C_o4上的电压下降到零，该阶段结束。

阶段十二(t₁₁～t₀’)：

如图17所示，在t₁₁时刻，二极管D_o4、D_o2导通，第三、四桥臂完成换流，之后电路工作状态与阶段一相同。

Claims (5)

1.一种单相零电压开关背靠背变流器电路，其特征在于：所述单相零电压开关背靠背变流器电路包括整流侧滤波电感L_i，直流侧电容C_dc，逆变侧滤波电容C_o，滤波电感L_o，负载电阻R，和由含并联二极管D_aux的辅助开关S_aux、谐振电感L_r、箝位电容C_c构成的辅助谐振支路以及四组桥臂；每组桥臂由两个包含反并二极管的全控型开关串联构成，其中：第一桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i1、S_i4和D_i1、D_i4，第二桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_i2、S_i3和D_i2、D_i3，第三桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_o1、S_o4和D_o1、D_o4，第四桥臂的上、下开关及其反并二极管分别为S_o2、S_o3和D_o2、D_o3，所述第一桥臂与第二桥臂的中点通过整流侧滤波电感L_i、单相交流电网连接，第三桥臂与第四桥臂的中点通过逆变滤波电感L_o与逆变滤波电容C_o构成的输出滤波器与负载电阻R相连，负载电阻R与逆变器滤波电容C_o并联，上述四组桥臂上开关的集电极以及下开关的发射极分别与直流母线并联形成桥臂正母线和负母线，辅助谐振支路与直流侧电容C_dc串联接于桥臂正母线和负母线之间，在辅助谐振支路中谐振电感L_r并联在辅助开关S_aux与箝位电容C_c串联的支路两端，各开关S_i1～S_i4、S_o1～S_o4和S_aux的集电极与发射极之间分别并联一个谐振电容C_i1～C_i4、C_o1～C_o4和C_aux。

2.一种单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方法，其特征在于：包括整流侧主开关比较值计算模块(1)、逆变侧主开关比较值计算模块(2)、辅助开关比较值计算模块(3)、载波信号发生模块(4)、载波信号反向模块(5)、整流PWM产生模块(6)、逆变PWM产生模块(7)、第一比较器(8)、第一上升沿延时模块(9)、第二比较器(10)、第一延时模块(11)、四个或门(12～15)；以上模块对单相零电压背靠背变流器整流侧主开关S_i1～S_i4、逆变侧主开关S_o1～S_o4以及辅助开关S_aux的零电压开关控制信号进行零电压开关调制；

整流侧主开关比较值计算模块(1)用于产生第一、二桥臂的调制波信号m_g，逆变侧主开关比较值计算模块(2)用于产生第三、四桥臂的调制波信号m_o，辅助开关比较值计算模块(3)用于产生辅助管的占空比信号D_aux以及直通占空比信号D_short，载波信号发生模块(4)用于产生一个下降锯齿波信号V_{saw_down}，其周期为T_s，载波信号反向模块(5)用于产生一个反向的上升锯齿波信号V_{saw_up}，且与输入的下降锯齿波信号同相位，整流PWM产生模块(6)的四个输入依次为整流侧输入电流i_g、调制波信号m_g、下降沿锯齿波V_{saw_down}和上升沿锯齿波V_{saw_up}，输出端分别连接第一或门(12)、第二或门(13)的第一输入端，逆变PWM产生模块(7)的四个输入依次为逆变侧输出电流i_o、调制波信号m_o、下降沿锯齿波V_{saw_down}和上升沿锯齿波V_{saw_up}，输出端分别连接第三或门(14)、第四或门(15)的第一输入端，第一比较器(8)的正向输入为直通占空比信号D_short，负向输入为下降锯齿波信号V_{saw_down}，第一上升沿延时(9)对第一比较器(8)的输出信号进行上升沿延时输出，其输出端分别连接第一或门(12)、第二或门(13)、第三或门(14)、第四或门(15)的第二输入端，第二比较器(10)正向输入为辅管占空比信号D_aux，负向输入为下降锯齿波信号V_{saw_down}，第一延时模块(11)对第二比较器(10)的输出信号进行延时输出作为辅助开关管S_aux的驱动信号V_gaux，第一或门(12)对输入信号进行或运算后作为开关管S_i1、S_i3的驱动信号V_gi1、V_gi3，第二或门(13)对输入信号进行或运算后作为开关管S_i2S_i4和V_gi2和V_gi4，第三或门(14)对输入信号进行或运算后作为开关管S_o1、S_o3的驱动信号V_go1、V_go3，第四或门(15)对输入信号进行或运算后作为开关管S_o2、S_o4的驱动信号V_go2、V_go4，以上模块对单相零电压背靠背变流器整流侧主开关S_i1～S_i4、逆变侧主开关S_o1～S_o4以及辅助开关S_aux的零电压开关控制信号进行零电压开关调制。

3.根据权利要求2所述的单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方法，其特征在于：所述的辅助开关比较值计算模块(3)产生的占空比信号D_aux、通信号D_short满足以下关系：

D_aux＝U_dc/(U_dc+U_Cc)

D_short＝D_aux-T_r1/T_s

其中，U_Cc为箝位电容C_c两端电压，U_dc为直流侧电容C_dc两端的电压，T_r1为两次谐振时间和，T_s为开关频率。

4.根据权利要求2所述的单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方法，其特征在于：所述的整流PWM产生模块(6)、逆变PWM产生模块(7)为同一类型的模块，具有相同的结构；该类型模块均包括：电流方向检测模块(16)、第一选择器(17)、第三比较器(18)、第一反相器(19)、第二上升沿延时模块(20)和第三上升沿延时模块(21)；且均依次包含四个信号输入端：第一输入端用于输入电流信号i、第二输入端用于输入调制比信号m、第三输入端用于输入下降锯齿波V_{saw_down}和第四输入端用于输入上升锯齿波V_{saw_up}，两个输出信号：V_up、V_down，电流方向检测模块(16)的输入端连接上述第一输入端，电流方向检测模块(16)的输出作为第一选择器(17)的选择控制信号，当电流信号i方向为正时，第一选择器(17)选择接通第三输入端输入的下降锯齿波V_{saw_down}，当电流信号i方向为负时，第一选择器(17)选择接通第四输入端输入的上升锯齿波V_{saw_up}，第一选择器(17)的输出作为第三比较器(18)负端输入信号，第三比较器(18)的正端连接上述第二输入端输入的调制比信号m，第三比较器(18)的输出分别作为第一反相器(19)的输入，同时作为第二上升沿延时模块(20)的输入，第一反相器(19)的输出作为第三上升沿延时模块(21)的输入信号，第二上升沿延时模块(20)和第三上升沿延时模块(21)的输出分别作为整个PWM产生模块的输出信号V_up和V_down，整流PWM产生模块(6)的V_up作为第一或门(12)的第一输入端信号，V_down作为第二或门(13)的第一输入端信号，逆变PWM产生模块(7)的V_up作为第三或门(14)的第一输入端信号，V_down作为第四或门(15)的第一输入端信号。

5.根据权利要求2所述的单相零电压开关背靠背变流器电路的调制方法，其特征在于：所述的第一上升沿延时模块(9)、第二上升沿延时模块(20)、第三上升沿延时模块(21)为同一功能模块，它们的功能为：对上升沿信号进行延时T_d1时间后输出，所述的第一延时模块(11)功能为：对输入信号延时T_d2时间后输出，上述延时时间T_d1与T_d2满足：T_d2-T_d1>T_r2，其中T_r2为第一次谐振时间，其表达式为：

其中，L_r为谐振电感的感值，C_r为等效谐振电容，满足：

C_r＝4C_res+C_aux

其中C_res为第一、二、三、四桥臂的主开关管上并联电容的容值，C_aux为辅助开关管上并联电容的容值。