CN104362880B - 一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路及其调制方法 - Google Patents

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Abstract

一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路及其调制方法，该电路包括三相主逆变电路和三相双辅助谐振换流电路，A相双辅助谐振换流电路、A相主逆变电路、B相双辅助谐振换流电路、B相主逆变电路、C相双辅助谐振换流电路和C相主逆变电路依次并联连接，同时与直流电源并联连接，各主开关管按照正弦脉宽调制、相位差为180°互补开通方式工作，本发明可实现双辅助谐振换流电路的谐振电流与换流时刻的负载电流分离，从而有效降低辅助开关管的电流应力，通过避免换流时刻负载电流与谐振电流的叠加，可有效降低双辅助谐振换流电路的环流损耗，尤其在轻载条件下可使效率得到大幅提升。

Description

一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路及其调制方法
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路及其调制方法。
背景技术
电力电子技术是通过应用电路原理和设计理论以及分析开发工具，实现对电力半导体器件的有效使用，从而使电能得到高效变换和控制的一门技术。由于现代电力电子装置愈来愈趋向小型化和轻量化，因此逆变器高频化已成为其发展的重要趋势。提高工作频率有助于逆变器提高性能，减小体积。但随着开关频率的不断提高，开关损耗也将成比例地增加。另外，噪声污染和电磁干扰(EMI)问题也变得日益突出。针对以上问题，软开关技术被引入逆变器。随着软开关逆变技术的不断发展，各种软开关逆变器拓扑结构先后出现。在众多软开关逆变拓扑中，辅助谐振极型逆变器没有增加主功率开关器件原有的电压和电流应力，更适用于大功率逆变场合，因此受到世界各国相关领域研究人员的普遍关注。
较早提出的有源辅助谐振变换极型逆变器需使用两个很大的电解质电容，给逆变器带来了中性点电位变化的问题，并且需要单独的检测电路和逻辑控制电路。随后出现的改进的辅助谐振变换极型逆变器，如变压器辅助逆变器、耦合电感逆变器、三角形或星形谐振吸收逆变器等，要么需要复杂的耦合电感或变压器及相应的磁通复位电路，要么三相谐振电路之间相互耦合，使主电路与控制策略都变得很复杂。到目前为止，在众多的三相辅助谐振变换极型软开关逆变器拓扑回路中，同一桥臂的两个主开关管共用一套辅助谐振元件，辅助元件数量比较少，因此适合于中小功率场合。
《仪器仪表学报》2009年第30卷第6期、《中国电机工程学报》2013年第33卷第12期和“IEEE Transactions on Power Electronics”2014年第29卷第3期公开了一种新型辅助谐振极型逆变器拓扑结构，该逆变器的电路图如图1所示，该辅助谐振极型逆变器在三相电路的每一相均设置一套辅助谐振换流电路，每一相辅助谐振换流电路由2个主谐振电容、2个辅助谐振电容、2个辅助谐振电感、2个辅助开关管以及4个辅助二极管组成。该逆变器避免了传统谐振极型逆变器使用的两个大的电解质电容，具有三相辅助谐振换流电路独立可控，无需检测负载电流，在全负载范围内均能实现开关管的软开关，各元件的电压应力不大于直流输入电压等优点。此外，该逆变器同一桥臂的两个主开关管分别各自有一套辅助谐振元件，使逆变器的功率等级可以得到进一步提高，因此该逆变器更适用于大功率场合。但该辅助谐振极型逆变器仍然存在不足：辅助开关管的ZVS关断是在辅助谐振换流电路的寄生电感和寄生 电容为零的前提下实现的，然而在实际应用中，由于配线形态引入的寄生电感和寄生电容的影响，辅助开关管的ZVS关断条件将遭到破坏，不能实现可靠的ZVS关断。具体来说，辅助开关管与辅助谐振电容的距离以及辅助开关管与直流电源的距离越长，由回路配线所带来的寄生电感的影响越大，这种影响随着装置的大容量化尤为明显，也是未来实际应用中必须解决的关键问题。
针对以上问题，“IEEE 23rd International Symposium on IndustrialElectronics(ISIE)”2014年公开了“一种双辅助谐振极型软开关逆变器”(“Research onAn Active Double Auxiliary Resonant Commutated Pole Soft-switchingInverter”)，该逆变器的拓扑结构如图2所示(为叙述方便，以下称该拓扑结构为原拓扑)。该辅助谐振极型逆变器辅助谐振换流电路由2个主谐振电容、2个第一辅助谐振电容、2个第二辅助谐振电容、2个第一辅助谐振电感、2个第二辅助谐振电感、2个辅助开关管以及8个辅助二极管组成。该逆变器拓扑回路可有效避免因回路配线形态所带来的回路寄生电感和寄生电容对辅助开关管的ZVS关断所造成的影响，确保辅助开关管可靠的实现ZVS关断。
然而，原拓扑仍然存在不足：为了实现开关管的软开关，辅助谐振换流电路要流过谐振电流，则实际流过辅助谐振换流电路的电流为谐振电流与换流时刻负载电流之和。因此，在全负载范围内，即使在无负载情况下，辅助谐振换流电路都要流过较大的谐振电流，由此所产生的导通损耗已成为限制辅助谐振极型逆变器效率提高的重要原因，也是未来实际应用中必须解决的关键问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路及其调制方法，本发明的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路不仅可实现所有开关管的软开关，而且避免了换流时辅助谐振换流电路的谐振电流与换流时刻的负载电流相叠加，可有效降低逆变器辅助开关管的电流应力及辅助谐振换流电路的环流损耗，从而实现该软开关逆变器在全负载范围内维持高效电能变换。
本发明技术方案如下：
一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，包括三相主逆变电路和三相双辅助谐振换流电路；
三相主逆变电路采用三相桥式电路结构，包括A相主逆变电路、B相主逆变电路和C相主逆变电路；三相双辅助谐振换流电路包括A相双辅助谐振换流电路、B相双辅助谐振换流电路和C相双辅助谐振换流电路；
A相双辅助谐振换流电路、A相主逆变电路、B相双辅助谐振换流电路、B相主逆变电路、C相双辅助谐振换流电路和C相主逆变电路依次并联连接，同时与直流电源并联连接；
各相主逆变电路包括第一主开关管、第二主开关管、第一主二极管和第二主二极管；第一主开关管的发射极连接第二主开关管的集电极，第一主开关管与第一主二极管反并联连接，第二主开关管与第二主二极管反并联连接；
各相双辅助谐振换流电路包括第一辅助开关管、第二辅助开关管、第三辅助开关管、第四辅助开关管、第一主谐振电容、第二主谐振电容、第一辅助谐振电容、第二辅助谐振电容、第三辅助谐振电容、第四辅助谐振电容、第一辅助谐振电感、第二辅助谐振电感、第三辅助谐振电感、第四辅助谐振电感、第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管、第七辅助二极管、第八辅助二极管、第九辅助二极管和第十辅助二极管；
第一主谐振电容的负极连接第二主谐振电容的正极，第一主谐振电容的正极连接第一辅助开关管的集电极，第二主谐振电容的负极连接第二辅助开关管的发射极，第一辅助开关管的发射极连接第一辅助谐振电感的一端，第一辅助谐振电感的另一端连接至第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点，第二辅助开关管的集电极连接第二辅助谐振电感的一端，第二辅助谐振电感的另一端连接至第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点；
第一辅助谐振电容的正极连接第一辅助开关管的集电极，第一辅助谐振电容的正极还接在直流母线正极上，第一辅助谐振电容的负极连接第三辅助开关管的集电极，第三辅助开关管的发射极连接第五辅助二极管的阴极，第五辅助二极管的阳极连接第三辅助谐振电感的一端，第三辅助谐振电感的另一端连接第三辅助谐振电容的负极，第三辅助谐振电容的正极连接第四辅助谐振电容的负极，第四辅助谐振电容的负极还接在第一辅助谐振电感与第二辅助谐振电感的连接点上，第四辅助谐振电容的正极连接第四辅助谐振电感的一端，第四辅助谐振电感的另一端连接第六辅助二极管的阴极，第六辅助二极管的阳极连接第四辅助开关管的集电极，第四辅助开关管的发射极连接第二辅助谐振电容的正极，第二辅助谐振电容的负极连接第二辅助开关管的发射极，第二辅助谐振电容的负极还接在直流母线负极上；
第一辅助二极管的阳极连接在第五辅助二极管的阴极与第三辅助开关管的发射极的连接点上，第一辅助二极管的阴极连接在第一辅助开关管的发射极与第一辅助谐振电感的连接点上；第二辅助二极管的阴极连接在第六辅助二极管的阳极与第四辅助开关管的集电极的连接点上，第二辅助二极管的阳极连接在第二辅助开关管的集电极与第二辅助谐振电感的连接点上；
第三辅助二极管的阳极连接在第五辅助二极管的阴极与第三辅助开关管的发射极的连接点上，第三辅助二极管的阴极连接在第一辅助谐振电容的负极与第三辅助开关管的集电极的 连接点上；第四辅助二极管的阳极连接在第二辅助谐振电容的正极与第四辅助开关管的发射极的连接点上，第四辅助二极管的阴极连接在第六辅助二极管的阳极与第四辅助开关管的集电极的连接点上；
第七辅助二极管的阳极接在第四辅助谐振电容与第四辅助谐振电感的连接点上，第七辅助二极管的阴极接在直流母线正极上；第八辅助二极管的阴极接在第三辅助谐振电容与第三辅助谐振电感的连接点上，第八辅助二极管的阳极接在直流母线负极上；
第九辅助二极管的阳极连接在第六辅助二极管的阴极与第四辅助谐振电感的连接点上，第九辅助二极管的阴极接在直流母线正极上；第十辅助二极管的阴极连接在第五辅助二极管的阳极与第三辅助谐振电感的连接点上，第十辅助二极管的阳极接在直流母线负极上；
第三辅助谐振电容与第四辅助谐振电容的连接点、第一辅助谐振电感与第二辅助谐振电感的连接点、第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点、第一主开关管与第二主开关管的连接点依次连接，以第一主开关管与第二主开关管的连接点处的引出线为单相交流电输出端。
三相主逆变电路的第一主开关管的集电极连接第一辅助开关管的集电极，第二主开关管的发射极连接第二辅助开关管的发射极。
三相主逆变电路的第一主开关管和第二主开关管，三相双辅助谐振换流电路的第一辅助开关管、第二辅助开关管、第三辅助开关管和第四辅助开关管，均采用全控开关器件。
全控开关器件为功率晶体管或智能功率模块。
三相主逆变电路中的第一主二极管和第二主二极管，三相双辅助谐振换流电路中的第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管、第七辅助二极管、第八辅助二极管、第九辅助二极管和第十辅助二极管，均采用快恢复二极管或高频二极管。
双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的各相主逆变电路和各相双辅助谐振换流电路的工作模式包括：
模式a：第一主开关管和第三辅助开关管导通，电流经第一主开关管流向负载，电路处于电源供电状态；
模式b：第一主开关管和第三辅助开关管同时关断，负载电流换流至第一主谐振电容、第二主谐振电容和第三辅助谐振电容，在第一主谐振电容、第二主谐振电容和第三辅助谐振电容作用下，第一主开关管实现零电压关断，同时，第三辅助开关管实现零电压零电流关断；
模式c：当第二主谐振电容和第三辅助谐振电容的电压下降至零，第一主谐振电容的电压上升至输入直流电源电压值时，负载电流换流至第二主二极管，当在第二主二极管导通期 间开通第二主开关管，则第二主开关管实现零电压零电流开通；
模式d：第一辅助开关管开通，第一辅助谐振电感上的电流从零开始上升，负载电流由第二主二极管向第一辅助谐振电感换流，第一辅助开关管为零电流开通；
模式e：当第二主二极管的电流下降至零后，第一主谐振电容、第二主谐振电容和第一辅助谐振电感开始谐振，流过第一辅助谐振电感的电流为谐振电流与换流时刻的负载电流之和；
模式f：当第一主谐振电容的电压下降至第一辅助谐振电容的初始电压值时，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容、第三辅助谐振电感和第一辅助谐振电感开始谐振，第一主谐振电容、第二主谐振电容和第一辅助谐振电感继续谐振，当第一主谐振电容的电压下降至零时，第一主谐振电容、第二主谐振电容和第一辅助谐振电感谐振完毕，当从本模式开始到第一辅助开关管关断区间内，开通第三辅助开关管，则第三辅助开关管实现零电压开通；
模式g：当第一辅助谐振电感的电流达到最大值时，第一主二极管导通，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电感和第三辅助谐振电容继续谐振，第一辅助谐振电容中的能量继续向第三辅助谐振电容转移，第一辅助谐振电感中的电流保持不变，当第三辅助谐振电感的电流下降至零时，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电感和第三辅助谐振电容谐振完毕，当第一主二极管导通期间开通第一主开关管，则第一主开关管实现零电压开通；
模式h：当第三辅助谐振电感的电流下降至零时，第三辅助二极管和第五辅助二极管关断，谐振电流在第一辅助开关管、第一辅助谐振电感和第一主二极管构成的回路中环流；
模式i：当第一辅助开关管关断后，第一辅助谐振电感和第一辅助谐振电容开始谐振，第一辅助谐振电感中的能量向第一辅助谐振电容转移，第一辅助开关管实现零电压关断；
模式j：当第一辅助谐振电容的电压上升到输入直流电源电压值时，第一辅助谐振电感的能量通过第一辅助二极管、第五辅助二极管和第十辅助二极管反馈给输入直流电源；
模式k：当第一辅助谐振电感的电流下降至负载电流值时，第一主二极管关断，负载电流从第一辅助谐振电感向第一主开关管换流，第一辅助谐振电感中能量直接释放给负载；
模式l：当第一辅助谐振电感的电流下降至零时，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容和第三辅助谐振电感开始谐振，第一辅助谐振电容中能量向第三辅助谐振电容中转移，当第三辅助谐振电感的电流降为零时，能量转移结束，电路再次回到模式a。
双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的调制方法为：
第一主开关管和第三辅助开关管同时关断，第二辅助开关管的开通时刻比第一主开关管的关断时刻延迟δt11时间，第四辅助开关管的开通时刻比第二辅助开关管的开通时刻延迟δt12 时间，第二主开关管的开通时刻比第四辅助开关管的开通时刻延迟δt13时间，第二辅助开关管的关断时刻比第二主开关管的开通时刻延迟δt2时间；
第二主开关管和第四辅助开关管同时关断，第一辅助开关管的开通时刻比第二主开关管的关断时刻延迟δt11时间，第三辅助开关管的开通时刻比第一辅助开关管的开通时刻延迟δt12时间，第一主开关管的开通时刻比第三辅助开关管的开通时刻延迟δt13时间，第一辅助开关管的关断时刻比第一主开关管的开通时刻延迟δt2时间；
各主开关管按照正弦脉宽调制、相位差为180°互补导通方式工作。
延迟时间δt11、δt12、δt13、δt2满足的条件为：δt11+δt12+δt13≤tdead；
其中，E为输入直流电源电压值，Ca为第一主谐振电容或第二主谐振电容的电容值，Cb为第一辅助谐振电容或第二辅助谐振电容的电容值，Cc为第三辅助谐振电容或第四辅助谐振电容的电容值，La为第一辅助谐振电感或第二辅助谐振电感的电感值，Lb为第三辅助谐振电感或第四辅助谐振电感的电感值，tdead为硬开关逆变器上下桥臂开关管的开关死区时间，Ia为设定的分离电流值，iamax为输出最大负载电流值。
本发明的有益效果：
本发明的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的三相主逆变电路和三相双辅助谐振换流电路中的开关器件是全控器件，包括功率晶体管(GTR)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率场效应晶体管(MOSFET)或智能功率模块(IPM)，这样开关电路可由控制电路直接控制；
本发明的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的所有开关管均实现了软开关，减小了开关损耗；
本发明的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路可实现双辅助谐振换流电路的谐振电流与换流时刻的负载电流分离，从而有效降低辅助开关管的电流应力；
本发明的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路通过有效避免换流时负载电流与谐振电流的叠加，可有效降低双辅助谐振换流电路的环流损耗，尤其在轻载条件下可使效率得到大幅提升。
附图说明
图1为辅助谐振极型三相软开关逆变器的电路图；
图2为双辅助谐振极型三相软开关逆变器的电路图；
图3为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路三相等效电路图；
其中，1-A相双辅助谐振换流电路，2-A相主逆变电路，3-B相双辅助谐振换流电路，4-B相主逆变电路，5-C相双辅助谐振换流电路，6-C相主逆变电路；
图4为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相主逆变电路及其双辅助谐振换流电路；
图5为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的时序波形图；
图6为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的换流工作模式图；
其中，(a)为换流工作模式a示意图，(b)为换流工作模式b示意图，(c)为换流工作模式c示意图，(d)为换流工作模式d示意图，(e)为换流工作模式e示意图，(f)为换流工作模式f示意图，(g)为换流工作模式g示意图，(h)为换流工作模式h示意图，(i)为换流工作模式i示意图，(j)为换流工作模式j示意图，(k)为换流工作模式k示意图，(l)为换流工作模式l示意图；
图7为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的主要元件的仿真波形图；
图8为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一主开关管S1的电压和电流的仿真波形图；
图9为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助开关管Sa1的电压和电流的仿真波形图；
图10为本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第三辅助开关管Sa3的电压和电流的仿真波形图；
图11为双辅助谐振极型三相软开关逆变器和本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助谐振电感La1和A相的第二辅助谐振电感La2的电流的仿真波形图；
其中，(a)双辅助谐振极型三相软开关逆变器的辅助谐振电感的电流的仿真波形图；(b)本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助谐振电感La1的电流和A相的第二辅助谐振电感La2的电流的仿真波形；
图12为双辅助谐振极型三相软开关逆变器和本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助谐振电容Ca1的电压和A相的第二辅助谐振电容Ca2的电压的仿真波形图；
其中，(a)双辅助谐振极型三相软开关逆变器的辅助谐振电容的电压的仿真波形图；(b)本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助谐振电容Ca1和A相的第二辅助谐振电容Ca2的电压的仿真波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。
一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，包括三相主逆变电路和三相双辅助谐振换流电路。
三相主逆变电路采用三相桥式电路结构，如图3所示，包括A相主逆变电路2、B相主逆变电路4和C相主逆变电路6；三相双辅助谐振换流电路包括A相双辅助谐振换流电路1、B相双辅助谐振换流电路3和C相双辅助谐振换流电路5。
A相双辅助谐振换流电路1、A相主逆变电路2、B相双辅助谐振换流电路3、B相主逆变电路4、C相双辅助谐振换流电路5和C相主逆变电路6依次并联连接，同时与直流电源E并联连接。
各相主逆变电路包括第一主开关管、第二主开关管、第一主二极管和第二主二极管。
各相双辅助谐振换流电路包括第一辅助开关管、第二辅助开关管、第三辅助开关管、第四辅助开关管、第一主谐振电容、第二主谐振电容、第一辅助谐振电容、第二辅助谐振电容、第三辅助谐振电容、第四辅助谐振电容、第一辅助谐振电感、第二辅助谐振电感、第三辅助谐振电感、第四辅助谐振电感、第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管、第七辅助二极管、第八辅助二极管、第九辅助二极管和第十辅助二极管。
A相主逆变电路及其双辅助谐振换流电路如图4所示。
在A相上，第一主开关管S1、第二主开关管S2位于A相桥臂，第一主开关管S1的发射极连接第二主开关管S2的集电极，第一主开关管S1与第一主二极管D1反并联连接，第二主开关管S2与第二主二极管D2反并联连接；第一主谐振电容C1与第一主开关管S1并联；第二主谐振电容C2与第二主开关管S2并联。第一主谐振电容C1的负极连接第二主谐振电容C2的正极，第一主谐振电容C1的正极连接第一辅助开关管Sa1的集电极，第二主谐振电容C2的负极连接第二辅助开关管Sa2的发射极，第一辅助开关管Sa1的发射极连接第一辅助谐振电感La1的一端，第一辅助谐振电感La1的另一端连接至第一主谐振电容C1与第二主谐振电容C2的连接点，第二辅助开关管Sa2的集电极连接第二辅助谐振电感La2的一端，第二辅助谐振电感La2的另一端连接至第一主谐振电容C1与第二主谐振电容C2的连接点。
第一辅助谐振电容Ca1的正极连接第一辅助开关管Sa1的集电极，第一辅助谐振电容Ca1 的正极还接在直流母线P极上，第一辅助谐振电容Ca1的负极与第三辅助开关管Sa3的集电极连接，第三辅助开关管Sa3的发射极连接第五辅助二极管Da5的阴极，第五辅助二极管Da5的阳极连接第三辅助谐振电感La3的一端，第三辅助谐振电感La3的另一端连接第三辅助谐振电容Ca3的负极，第三辅助谐振电容Ca3的正极连接第四辅助谐振电容Ca4的负极，第四辅助谐振电容Ca4的负极还接在第一辅助谐振电感La1与第二辅助谐振电感La2的连接点上，第四辅助谐振电容Ca4的正极连接第四辅助谐振电感La4的一端，第四辅助谐振电感La4的另一端连接第六辅助二极管Da6的阴极，第六辅助二极管Da6的阳极连接第四辅助开关管Sa4的集电极，第四辅助开关管Sa4的发射极连接第二辅助谐振电容Ca2的正极，第二辅助谐振电容Ca2的负极连接第二辅助开关管Sa2的发射极，第二辅助谐振电容Ca2的负极还接在直流母线N极上。
第一辅助二极管Da1的阳极连接在第五辅助二极管Da5的阴极与第三辅助开关管Sa3的发射极的连接点上，第一辅助二极管Da1的阴极连接在第一辅助开关管Sa1的发射极与第一辅助谐振电感La1的连接点上；第二辅助二极管Da2的阴极连接在第六辅助二极管Da6的阳极与第四辅助开关管Sa4的集电极的连接点上，第二辅助二极管Da2的阳极连接在第二辅助开关管Sa2的集电极与第二辅助谐振电感La2的连接点上。
第三辅助二极管Da3的阳极连接在第五辅助二极管Da5的阴极与第三辅助开关管Sa3的发射极的连接点上，第三辅助二极管Da3的阴极连接在第一辅助谐振电容Ca1的负极与第三辅助开关管Sa3的集电极的连接点上；第四辅助二极管Da4的阳极连接在第二辅助谐振电容Ca2的正极与第四辅助开关管Sa4的发射极的连接点上，第四辅助二极管Da4的阴极连接在第六辅助二极管Da6的阳极与第四辅助开关管Sa4的集电极的连接点上。
第七辅助二极管Da7的阳极接在第四辅助谐振电容Ca4与第四辅助谐振电感La4的连接点上，第七辅助二极管Da7的阴极接在直流母线P极上；第八辅助二极管Da8的阴极接在第三辅助谐振电容Ca3与第三辅助谐振电感La3的连接点上，第八辅助二极管Da8的阳极接在直流母线N极上。
第九辅助二极管Da9的阳极连接在第六辅助二极管Da6的阴极与第四辅助谐振电感La4的连接点上，第九辅助二极管Da9的阴极接在直流母线P极上；第十辅助二极管Da10的阴极连接在第五辅助二极管Da5的阳极与第三辅助谐振电感La3的连接点上，第十辅助二极管Da10的阳极接在直流母线N极上。
第三辅助谐振电容Ca3与第四辅助谐振电容Ca4的连接点、第一辅助谐振电感La1与第二辅助谐振电感La2的连接点、第一主谐振电容C1与第二主谐振电容C2的连接点、第一主开关管S1与第二主开关管S2的连接点依次连接，以第一主开关管S1与第二主开关管S2的连接点处的引出线为A相交流电输出端。
在B相上，第一主开关管S3、第二主开关管S4位于B相桥臂，第一主开关管S3的发射极连接第二主开关管S4的集电极，第一主开关管S3与第一主二极管D3反并联连接，第二主开关管S4与第二主二极管D4反并联连接；第一主谐振电容C3与第一主开关管S3并联；第二主谐振电容C4与第二主开关管S4并联。第一主谐振电容C3的负极连接第二主谐振电容C4的正极，第一主谐振电容C3的正极连接第一辅助开关管Sa5的集电极，第二主谐振电容C4的负极连接第二辅助开关管Sa6的发射极，第一辅助开关管Sa5的发射极连接第一辅助谐振电感La5的一端，第一辅助谐振电感La5的另一端连接至第一主谐振电容C3与第二主谐振电容C4的连接点，第二辅助开关管Sa6的集电极连接第二辅助谐振电感La6的一端，第二辅助谐振电感La6的另一端连接至第一主谐振电容C3与第二主谐振电容C4的连接点。
第一辅助谐振电容Ca5的正极连接第一辅助开关管Sa5的集电极，第一辅助谐振电容Ca5的正极还接在直流母线P极上，第一辅助谐振电容Ca5的负极与第三辅助开关管Sa7的集电极连接，第三辅助开关管Sa7的发射极连接第五辅助二极管Da15的阴极，第五辅助二极管Da15的阳极连接第三辅助谐振电感La7的一端，第三辅助谐振电感La7的另一端连接第三辅助谐振电容Ca7的负极，第三辅助谐振电容Ca7的正极连接第四辅助谐振电容Ca8的负极，第四辅助谐振电容Ca8的负极还接在第一辅助谐振电感La5与第二辅助谐振电感La6的连接点上，第四辅助谐振电容Ca8的正极连接第四辅助谐振电感La8的一端，第四辅助谐振电感La8的另一端连接第六辅助二极管Da16的阴极，第六辅助二极管Da16的阳极连接第四辅助开关管Sa8的集电极，第四辅助开关管Sa8的发射极连接第二辅助谐振电容Ca6的正极，第二辅助谐振电容Ca6的负极连接第二辅助开关管Sa6的发射极，第二辅助谐振电容Ca6的负极还接在直流母线N极上。
第一辅助二极管Da11的阳极连接在第五辅助二极管Da15的阴极与第三辅助开关管Sa7的发射极的连接点上，第一辅助二极管Da11的阴极连接在第一辅助开关管Sa5的发射极与第一辅助谐振电感La5的连接点上；第二辅助二极管Da12的阴极连接在第六辅助二极管Da16的阳极与第四辅助开关管Sa8的集电极的连接点上，第二辅助二极管Da12的阳极连接在第二辅助开关管Sa6的集电极与第二辅助谐振电感La6的连接点上。
第三辅助二极管Da13的阳极连接在第五辅助二极管Da15的阴极与第三辅助开关管Sa7的发射极的连接点上，第三辅助二极管Da13的阴极连接在第一辅助谐振电容Ca5的负极与第三辅助开关管Sa7的集电极的连接点上；第四辅助二极管Da14的阳极连接在第二辅助谐振电容Ca6的正极与第四辅助开关管Sa8的发射极的连接点上，第四辅助二极管Da14的阴极连接在第六辅助二极管Da16的阳极与第四辅助开关管Sa8的集电极的连接点上。
第七辅助二极管Da17的阳极接在第四辅助谐振电容Ca8与第四辅助谐振电感La8的连接点 上，第七辅助二极管Da17的阴极接在直流母线P极上；第八辅助二极管Da18的阴极接在第三辅助谐振电容Ca7与第三辅助谐振电感La7的连接点上，第八辅助二极管Da18的阳极接在直流母线N极上。
第九辅助二极管Da19的阳极连接在第六辅助二极管Da16的阴极与第四辅助谐振电感La8的连接点上，第九辅助二极管Da19的阴极接在直流母线P极上；第十辅助二极管Da20的阴极连接在第五辅助二极管Da15的阳极与第三辅助谐振电感La7的连接点上，第十辅助二极管Da20的阳极接在直流母线N极上。
第三辅助谐振电容Ca7与第四辅助谐振电容Ca8的连接点、第一辅助谐振电感La5与第二辅助谐振电感La6的连接点、第一主谐振电容C3与第二主谐振电容C4的连接点、第一主开关管S3与第二主开关管S4的连接点依次连接，以第一主开关管S3与第二主开关管S4的连接点处的引出线为B相交流电输出端。
在C相上，第一主开关管S5、第二主开关管S6位于C相桥臂，第一主开关管S5的发射极连接第二主开关管S6的集电极，第一主开关管S5与第一主二极管D5反并联连接，第二主开关管S6与第二主二极管D6反并联连接；第一主谐振电容C5与第一主开关管S5并联；第二主谐振电容C6与第二主开关管S6并联。第一主谐振电容C5的负极连接第二主谐振电容C6的正极，第一主谐振电容C5的正极连接第一辅助开关管Sa9的集电极，第二主谐振电容C6的负极连接第二辅助开关管Sa10的发射极，第一辅助开关管Sa9的发射极连接第一辅助谐振电感La9的一端，第一辅助谐振电感La9的另一端连接至第一主谐振电容C5与第二主谐振电容C6的连接点，第二辅助开关管Sa10的集电极连接第二辅助谐振电感La10的一端，第二辅助谐振电感La10的另一端连接至第一主谐振电容C5与第二主谐振电容C6的连接点。
第一辅助谐振电容Ca9的正极连接第一辅助开关管Sa9的集电极，第一辅助谐振电容Ca9的正极还接在直流母线P极上，第一辅助谐振电容Ca9的负极与第三辅助开关管Sa11的集电极连接，第三辅助开关管Sa11的发射极连接第五辅助二极管Da25的阴极，第五辅助二极管Da25的阳极连接第三辅助谐振电感La11的一端，第三辅助谐振电感La11的另一端连接第三辅助谐振电容Ca11的负极，第三辅助谐振电容Ca11的正极连接第四辅助谐振电容Ca12的负极，第四辅助谐振电容Ca12的负极还接在第一辅助谐振电感La9与第二辅助谐振电感La10的连接点上，第四辅助谐振电容Ca12的正极连接第四辅助谐振电感La12的一端，第四辅助谐振电感La12的另一端连接第六辅助二极管Da26的阴极，第六辅助二极管Da26的阳极连接第四辅助开关管Sa12的集电极，第四辅助开关管Sa12的发射极连接第二辅助谐振电容Ca10的正极，第二辅助谐振电容Ca10的负极连接第二辅助开关管Sa10的发射极，第二辅助谐振电容Ca10的负极还接在直流母线N极上。
第一辅助二极管Da21的阳极连接在第五辅助二极管Da25的阴极与第三辅助开关管Sa11的发射极的连接点上，第一辅助二极管Da21的阴极连接在第一辅助开关管Sa9的发射极与第一辅助谐振电感La9的连接点上；第二辅助二极管Da22的阴极连接在第六辅助二极管Da26的阳极与第四辅助开关管Sa12的集电极的连接点上，第二辅助二极管Da22的阳极连接在第二辅助开关管Sa10的集电极与第二辅助谐振电感La10的连接点上。
第三辅助二极管Da23的阳极连接在第五辅助二极管Da25的阴极与第三辅助开关管Sa11的发射极的连接点上，第三辅助二极管Da23的阴极连接在第一辅助谐振电容Ca9的负极与第三辅助开关管Sa11的集电极的连接点上；第四辅助二极管Da24的阳极连接在第二辅助谐振电容Ca10的正极与第四辅助开关管Sa12的发射极的连接点上，第四辅助二极管Da24的阴极连接在第六辅助二极管Da26的阳极与第四辅助开关管Sa12的集电极的连接点上。
第七辅助二极管Da27的阳极接在第四辅助谐振电容Ca12与第四辅助谐振电感La12的连接点上，第七辅助二极管Da27的阴极接在直流母线P极上；第八辅助二极管Da28的阴极接在第三辅助谐振电容Ca11与第三辅助谐振电感La11的连接点上，第八辅助二极管Da28的阳极接在直流母线N极上。
第九辅助二极管Da29的阳极连接在第六辅助二极管Da26的阴极与第四辅助谐振电感La12的连接点上，第九辅助二极管Da29的阴极接在直流母线P极上；第十辅助二极管Da30的阴极连接在第五辅助二极管Da25的阳极与第三辅助谐振电感La11的连接点上，第十辅助二极管Da30的阳极接在直流母线N极上。
第三辅助谐振电容Ca11与第四辅助谐振电容Ca12的连接点、第一辅助谐振电感La9与第二辅助谐振电感La10的连接点、第一主谐振电容C5与第二主谐振电容C6的连接点、第一主开关管S5与第二主开关管S6的连接点依次连接，以第一主开关管S5与第二主开关管S6的连接点处的引出线为C相交流电输出端。
三相主逆变电路的第一主开关管的集电极连接第一辅助开关管的集电极，第二主开关管的发射极连接第二辅助开关管的发射极。
三相主逆变电路的第一主开关管和第二主开关管，三相双辅助谐振换流电路的第一辅助开关管、第二辅助开关管、第三辅助开关管和第四辅助开关管，均采用全控开关器件。
全控开关器件为功率晶体管、绝缘栅双极型晶体管、功率场效应晶体管或智能功率模块。
三相主逆变电路中的第一主二极管和第二主二极管，三相双辅助谐振换流电路中的第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管、第七辅助二极管、第八辅助二极管、第九辅助二极管和第十辅助二极管，均采用快恢复二极管或高频二极管。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路适用于各种功率等级的逆变场合，尤其在大功率逆变场合优点更加突出。在工业生产、交通运输、通信系统、电力系统、新能源系统、各种电源系统、航空航天等领域均可发挥重要作用。下面以其在变频调速系统中的应用为例，分析本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的工作过程。
首先，通过将电网中的三相交流电输送到整流器中进行整流后得到相对平稳的直流电。然后，将该直流电输入到本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路中进行电能变换，具体电能变换过程如下：
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的A、B、C三相之间相位互差120°，每一相主逆变电路的桥臂的第一主开关管和第二主开关管相位互差180°电角度互补导通，主开关管的触发信号为相位差180°电角度的带死区的SPWM信号，在主开关管进入死区的同时，相应的辅助开关管被触发开通，在主开关管的死区时间结束后，辅助开关管被关断。在主开关管开通时，该软开关逆变器的工作过程与传统的硬开关三相桥式逆变器工作过程相同。在主开关管进入死区时，辅助开关管开通，此时双辅助谐振换流电路工作。双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的每一相电路在一个开关周期中主逆变电路与双辅助谐振换流电路分别交替工作一次。
本发明具体实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的A相的时序波形图如图5所示，以A相为例，双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的调制方法为：
第一主开关管S1和第三辅助开关管Sa3同时关断，第二辅助开关管Sa2的开通时刻比第一主开关管S1的关断时刻延迟δt11时间，第四辅助开关管Sa4的开通时刻比第二辅助开关管Sa2的开通时刻延迟δt12时间，第二主开关管S2的开通时刻比第四辅助开关管Sa4的开通时刻延迟δt13时间，第二辅助开关管Sa2的关断时刻比第二主开关管S2的开通时刻延迟δt2时间。
第二主开关管S2和第四辅助开关管Sa4同时关断，第一辅助开关管Sa1的开通时刻比第二主开关管S2的关断时刻延迟δt11时间，第三辅助开关管Sa3的开通时刻比第一辅助开关管Sa1的开通时刻延迟δt12时间，第一主开关管S1的开通时刻比第三辅助开关管Sa3的开通时刻延迟δt13时间，第一辅助开关管Sa1的关断时刻比第一主开关管S1的开通时刻延迟δt2时间。
各主开关管按照正弦脉宽调制、相位差180°互补开通方式工作。
延迟时间δt11、δt12、δt13、δt2满足的条件为：δt11+δt12+δt13≤tdead；
其中，E为输入直流电源电压值，Ca为第一主谐振电容或第二主谐振电容的电容值，Cb为第一辅助谐振电容或第二辅助谐振电容的电容值，Cc为第三辅助谐振电容或第四辅助谐振电容的电容值，La为第一辅助谐振电感或第二辅助谐振电感的电感值，Lb为第三辅助谐振电感或第四辅助谐振电感的电感值，tdead为硬开关逆变器上下桥臂开关管的开关死区时间，Ia为设定的分离电流值，iamax为输出最大负载电流值。
B相与C相主逆变电路及其双辅助谐振换流电路调制方法与A相相同。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的A相电路在一个开关周期内的12个工作模式，如图6所示。为简化分析，假设：①所有器件均为理想器件；②负载电感远大于谐振电感，逆变器开关状态过渡瞬间的负载电流可以认为是恒流源ia。③每个开关周期中第一辅助谐振电容Ca1电压的初始值为Vx1，由于第一辅助谐振电容Ca1电压的最小值为0，最大值为输入直流电源电压E，所以在一个工频周期中第一辅助谐振电容Ca1电压初始值Vx1的变化范围为0～E。
双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的A相主逆变电路和A相双辅助谐振换流电路的工作模式，包括：
模式a[～t0]：如图6(a)所示，第一主开关管S1和第三辅助开关管Sa3导通，第二主开关管S2、第一辅助开关管Sa1、第二辅助开关管Sa2和第四辅助开关管Sa4关断，电流经第一主开关管S1流向负载，电路处于电源供电状态；此时，vC1＝vCa2＝vCa4＝0，vC2＝vCa3＝E，vCa1＝Vx1，(Vx1是取值范围为0～E的常数)，iLa1＝iLa2＝iLa3＝iLa4＝0，iS1＝ia(ia是定值)。
模式b[t0～t1]：如图6(b)所示，t0时刻，第一主开关管S1和第三辅助开关管Sa3同时关断，负载电流换流ia至第一主谐振电容C1、第二主谐振电容C2和第三辅助谐振电容Ca3，第二主谐振电容C2和第三辅助谐振电容Ca3的电压由输入直流电源电压值E线性下降，第一主谐振电容C1的电压线性上升，第一主开关管S1实现零电压关断，同时，第三辅助开关管Sa3实现零电压零电流关断。
模式c[t1～t2]：如图6(c)所示，t1时刻，当第二主谐振电容C2和第三辅助谐振电容Ca3的电压下降至零，第一主谐振电容C1的电压上升至输入直流电源电压值E时，第二主二极管D2导通，负载电流ia换流至第二主二极管D2，当第二主二极管D2导通期间开通第二主 开关管S2，则第二主开关管S2实现零电压零电流开通。
模式d[t2～t3]：如图6(d)所示，t2时刻，第二主开关管S2的关断δt11时间后，第一辅助开关管Sa1开通，第一辅助谐振电感La1的电流从零开始上升，第二主二极管D2的电流开始下降，负载电流ia由第二主二极管D2向第一辅助谐振电感La1换流，第一辅助开关管Sa1为零电流开通。
模式e[t3～t4]：如图6(e)所示，t3时刻，当第一辅助谐振电感La1的电流上升至负载电流值ia时，第二主二极管D2的电流下降至零后，第二主二极管D2关断，负载电流ia完全换流至第一辅助谐振电感La1，第一主谐振电容C1、第二主谐振电容C2和第一辅助谐振电感La1开始谐振，第一主谐振电容C1的电压从电源电压值E开始下降，第二主谐振电容C2的电压从零开始上升，流过第一辅助谐振电感La1的电流为谐振电流与换流时刻的负载电流之和。
模式f[t4～t5]：如图6(f)所示，t4时刻，当第一主谐振电容C1的电压下降至第一辅助谐振电容Ca1的初始电压值时，第三辅助二极管Da3和第五辅助二极管Da5导通，第一辅助谐振电容Ca1、第三辅助谐振电容Ca3、第三辅助谐振电感La3和第一辅助谐振电感La1开始谐振，第一辅助谐振电容Ca1放电，第三辅助谐振电容Ca3充电，第一主谐振电容C1、第二主谐振电容C2和第一辅助谐振电感La1继续谐振，第一主谐振电容C1的电压下降，第二主谐振电容C2电压上升，当从本模式开始到第一辅助开关管Sa1关断区间内，开通第三辅助开关管Sa3，则第三辅助开关管Sa3实现零电压开通，当第一主谐振电容C1的电压下降至零时，第一主谐振电容C1、第二主谐振电容C2和第一辅助谐振电感La1谐振完毕。
模式g[t5～t6]：如图6(g)所示，t5时刻，当第一辅助谐振电感La1的电流达到最大值iLa1max时，第一主二极管D1导通，第一辅助谐振电容Ca1、第三辅助谐振电感La3和第三辅助谐振电容Ca3继续谐振，第一辅助谐振电容Ca1继续放电，第三辅助谐振电容Ca3继续充电，第一辅助谐振电容Ca1中的能量继续向第三辅助谐振电容Ca3转移，第一辅助谐振电感La1中的电流保持电流最大值iLa1max不变，当第一主二极管D1导通期间开通第一主开关管S1，则第一主开关管S1实现零电压开通，当第三辅助谐振电感La3的电流下降至零时，第一辅助谐振电容Ca1、第三辅助谐振电感La3和第三辅助谐振电容Ca3谐振完毕。
模式h[t6～t7]：如图6(h)所示，t6时刻，当第三辅助谐振电感La3的电流下降至零时，第一辅助谐振电容Ca1中的能量完全转移到第三辅助谐振电容Ca3，第一辅助谐振电容Ca1两端的电压下降至零，第三辅助二极管Da3和第五辅助二极管Da5关断，谐振电流在第一辅助开关管Sa1、第一辅助谐振电感La1和第一主二极管D1构成的回路中环流。
模式i[t7～t8]：如图6(i)所示，t7时刻，当第一辅助开关管Sa1关断后，第一辅助二极 管Da1导通，第一辅助谐振电感La1和第一辅助谐振电容Ca1开始谐振，第一辅助谐振电感La1中的能量向第一辅助谐振电容Ca1转移，第一辅助谐振电容Ca1的电压从零开始上升，第一辅助开关管Sa1实现零电压关断。
模式j[t8～t9]：如图6(j)所示，t8时刻，当第一辅助谐振电容Ca1的电压上升到输入直流电源电压值E时，第五辅助二极管Da5和第十辅助二极管Da10导通，第一辅助谐振电感La1的能量通过第一辅助二极管Da1、第五辅助二极管Da5和第十辅助二极管Da10反馈给输入直流电源，第一辅助谐振电感La1中的电流线性减小。
模式k[t9～t10]：如图6(k)所示，t9时刻，当第一辅助谐振电感La1的电流下降至负载电流值ia时，第一主二极管D1关断，第一主开关管S1导通，负载电流从第一辅助谐振电感La1向第一主开关管S1换流，第一辅助谐振电感La1中能量直接释放给负载。
模式l[t10～t11]：如图6(l)所示，t10时刻，当第一辅助谐振电感La1的电流下降至零时，第一辅助谐振电容Ca1、第三辅助谐振电容Ca3和第三辅助谐振电感La3开始谐振，第一辅助谐振电容Ca1开始放电，第三辅助谐振电容Ca3开始充电，第一辅助谐振电容Ca1中能量向第三辅助谐振电容Ca3中转移，当第三辅助谐振电感La3的电流降为零时，能量转移结束，电路再次回到模式a。
双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的B相与C相的主逆变电路和双辅助谐振换流电路的工作模式与A相主逆变电路和双辅助谐振换流电路的工作模式相同。
最后，用逆变得到的三相交流电为交流电动机供电，根据电动机的转矩、转速变化调整交流电的幅值与频率，使变频调速系统能够稳定运行。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的主要元件的仿真波形如图7所示，可以看出，第一主谐振电容C1、第二主谐振电容C2、第一辅助谐振电容Ca1和第三辅助谐振电容Ca3两端的电压上升率受到限制，第一辅助谐振电感La1中的电流上升率受到限制。由于辅助谐振电感和辅助谐振电容的存在，开关器件开通后其电流上升率受到了限制，开关器件关断后其电压上升率受到了限制，从而实现了主、辅开关器件的软开关。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一主开关管S1的电压vS1和电流iS1的仿真波形如图8所示，其中的I区域可以看出第一主开关管S1关断后，第一主开关管S1两端的电压vS1从0开始逐渐上升。所以第一主开关管S1实现了ZVS(零电压)关断。从图8中的II区域可以看出第一主开关管S1导通后，流过第一主开关管S1的电流iS1从0开始逐渐上升，而第一主开关管S1两端的电压vS1始终为0。所以第一主开关管S1实现了ZVZCS(零电压零电流)开通。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助开关管Sa1的电压vSa1和电流iSa1的仿真波形如图9所示，其中的I区域可以看出第一辅助开关管Sa1开通后，流过第一辅助开关管Sa1的电流iSa1从0开始逐渐上升，所以第一辅助开关管Sa1实现了ZCS(零电流)开通。从图9中的II区域可以看出第一辅助开关管Sa1关断后，第一辅助开关管Sa1两端的电压vSa1从0开始逐渐上升。所以第一辅助开关管Sa1实现了ZVS(零电压)关断。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第三辅助开关管Sa3的电压vSa3和电流iSa3的仿真波形如图10所示，从图中I区域和II区域可以看出第三辅助开关管Sa3的开通和关断过程中，第三辅助开关管Sa3两端的电压vSa3始终为0，所以第三辅助开关管Sa3实现了ZVZCS(零电压零电流)开关。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助谐振电感La1的电流iLa1和A相的第二辅助谐振电感La2的电流iLa2的仿真波形如图11(b)所示，图11(a)为双辅助谐振极型三相软开关逆变器辅助谐振电感的电流的仿真波形，可以看出，本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路整个工频周期的绝大部分时间内，只有第一辅助谐振电感La1或第二辅助谐振电感La2两者之中的一个参与换流。而双辅助谐振极型三相软开关逆变器整个工频周期中第一辅助谐振电感和第二辅助谐振电感都需要参与谐振。
通过二者对比可以看出，本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路整个工频周期的绝大部分时间内，只有一个辅助谐振电感参与换流，显然有助于降低双辅助谐振换流电路的导通损耗。此外，从图中可以看出本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的第一辅助谐振电感和第二辅助谐振电感中的电流明显小于双辅助谐振极型三相软开关逆变器的第一辅助谐振电感和第二辅助谐振电感中的电流。所以本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的辅助开关管的电流应力得到有效降低。
本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路A相的第一辅助谐振电容Ca1的电压vCa1和A相的第二辅助谐振电容Ca2的电压vCa2的仿真波形图如图12(b)所示，图12(a)为双辅助谐振极型三相软开关逆变器辅助谐振电容的电压的仿真波形，可以看出，本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路整个工频周期的绝大部分时间内，只有第一辅助谐振电容或第二辅助谐振电容两者之中的一个参与换流。而双辅助谐振极型三相软开关逆变器整个工频周期中第一辅助谐振电容和第二辅助谐振电感都需要参与谐振。
通过二者对比可以看出，本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路整个工频周期的绝大部分时间内，只有一个辅助谐振电容参与换流，因此本实施方式的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路可有效降低双辅助谐振换流电路的导通损耗。

Claims (8)

1.一种双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，其特征在于：包括三相主逆变电路和三相双辅助谐振换流电路；
所述的三相主逆变电路采用三相桥式电路结构，包括A相主逆变电路、B相主逆变电路和C相主逆变电路；三相双辅助谐振换流电路包括A相双辅助谐振换流电路、B相双辅助谐振换流电路和C相双辅助谐振换流电路；
所述的A相双辅助谐振换流电路、A相主逆变电路、B相双辅助谐振换流电路、B相主逆变电路、C相双辅助谐振换流电路和C相主逆变电路依次并联连接，同时与直流电源并联连接；
所述的各相主逆变电路包括第一主开关管、第二主开关管、第一主二极管和第二主二极管；第一主开关管的发射极连接第二主开关管的集电极，第一主开关管与第一主二极管反并联连接，第二主开关管与第二主二极管反并联连接；
所述的各相双辅助谐振换流电路包括第一辅助开关管、第二辅助开关管、第三辅助开关管、第四辅助开关管、第一主谐振电容、第二主谐振电容、第一辅助谐振电容、第二辅助谐振电容、第三辅助谐振电容、第四辅助谐振电容、第一辅助谐振电感、第二辅助谐振电感、第三辅助谐振电感、第四辅助谐振电感、第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管、第七辅助二极管、第八辅助二极管、第九辅助二极管和第十辅助二极管；
第一主谐振电容的负极连接第二主谐振电容的正极，第一主谐振电容的正极连接第一辅助开关管的集电极，第二主谐振电容的负极连接第二辅助开关管的发射极，第一辅助开关管的发射极连接第一辅助谐振电感的一端，第一辅助谐振电感的另一端连接至第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点，第二辅助开关管的集电极连接第二辅助谐振电感的一端，第二辅助谐振电感的另一端连接至第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点；
第一辅助谐振电容的正极连接第一辅助开关管的集电极，第一辅助谐振电容的正极还接在直流母线正极上，第一辅助谐振电容的负极连接第三辅助开关管的集电极，第三辅助开关管的发射极连接第五辅助二极管的阴极，第五辅助二极管的阳极连接第三辅助谐振电感的一端，第三辅助谐振电感的另一端连接第三辅助谐振电容的负极，第三辅助谐振电容的正极连接第四辅助谐振电容的负极，第四辅助谐振电容的负极还接在第一辅助谐振电感与第二辅助谐振电感的连接点上，第四辅助谐振电容的正极连接第四辅助谐振电感的一端，第四辅助谐振电感的另一端连接第六辅助二极管的阴极，第六辅助二极管的阳极连接第四辅助开关管的集电极，第四辅助开关管的发射极连接第二辅助谐振电容的正极，第二辅助谐振电容的负极连接第二辅助开关管的发射极，第二辅助谐振电容的负极还接在直流母线负极上；
第一辅助二极管的阳极连接在第五辅助二极管的阴极与第三辅助开关管的发射极的连接点上，第一辅助二极管的阴极连接在第一辅助开关管的发射极与第一辅助谐振电感的连接点上；第二辅助二极管的阴极连接在第六辅助二极管的阳极与第四辅助开关管的集电极的连接点上，第二辅助二极管的阳极连接在第二辅助开关管的集电极与第二辅助谐振电感的连接点上；
第三辅助二极管的阳极连接在第五辅助二极管的阴极与第三辅助开关管的发射极的连接点上，第三辅助二极管的阴极连接在第一辅助谐振电容的负极与第三辅助开关管的集电极的连接点上；第四辅助二极管的阳极连接在第二辅助谐振电容的正极与第四辅助开关管的发射极的连接点上，第四辅助二极管的阴极连接在第六辅助二极管的阳极与第四辅助开关管的集电极的连接点上；
第七辅助二极管的阳极接在第四辅助谐振电容与第四辅助谐振电感的连接点上，第七辅助二极管的阴极接在直流母线正极上；第八辅助二极管的阴极接在第三辅助谐振电容与第三辅助谐振电感的连接点上，第八辅助二极管的阳极接在直流母线负极上；
第九辅助二极管的阳极连接在第六辅助二极管的阴极与第四辅助谐振电感的连接点上，第九辅助二极管的阴极接在直流母线正极上；第十辅助二极管的阴极连接在第五辅助二极管的阳极与第三辅助谐振电感的连接点上，第十辅助二极管的阳极接在直流母线负极上；
第三辅助谐振电容与第四辅助谐振电容的连接点、第一辅助谐振电感与第二辅助谐振电感的连接点、第一主谐振电容与第二主谐振电容的连接点、第一主开关管与第二主开关管的连接点依次连接，以第一主开关管与第二主开关管的连接点处的引出线为单相交流电输出端。
2.根据权利要求1所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，其特征在于：所述三相主逆变电路的第一主开关管的集电极连接第一辅助开关管的集电极，第二主开关管的发射极连接第二辅助开关管的发射极。
3.根据权利要求1所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，其特征在于：所述三相主逆变电路的第一主开关管和第二主开关管，三相双辅助谐振换流电路的第一辅助开关管、第二辅助开关管、第三辅助开关管和第四辅助开关管，均采用全控开关器件。
4.根据权利要求1所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，其特征在于：所述三相主逆变电路中的第一主二极管和第二主二极管，三相双辅助谐振换流电路中的第一辅助二极管、第二辅助二极管、第三辅助二极管、第四辅助二极管、第五辅助二极管、第六辅助二极管、第七辅助二极管、第八辅助二极管、第九辅助二极管和第十辅助二极管，均采用快恢复二极管或高频二极管。
5.根据权利要求1所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，其特征在于：该双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的各相主逆变电路和各相双辅助谐振换流电路的工作模式包括：
模式a：第一主开关管和第三辅助开关管导通，电流经第一主开关管流向负载，电路处于电源供电状态；
模式b：第一主开关管和第三辅助开关管同时关断，负载电流换流至第一主谐振电容、第二主谐振电容和第三辅助谐振电容，在第一主谐振电容、第二主谐振电容和第三辅助谐振电容作用下，第一主开关管实现零电压关断，同时，第三辅助开关管实现零电压零电流关断；
模式c：当第二主谐振电容和第三辅助谐振电容的电压下降至零，第一主谐振电容的电压上升至输入直流电源电压值时，负载电流换流至第二主二极管，当在第二主二极管导通期间开通第二主开关管，则第二主开关管实现零电压零电流开通；
模式d：第一辅助开关管开通，第一辅助谐振电感上的电流从零开始上升，负载电流由第二主二极管向第一辅助谐振电感换流，第一辅助开关管为零电流开通；
模式e：当第二主二极管的电流下降至零后，第一主谐振电容、第二主谐振电容和第一辅助谐振电感开始谐振，流过第一辅助谐振电感的电流为谐振电流与换流时刻的负载电流之和；
模式f：当第一主谐振电容的电压下降至第一辅助谐振电容的初始电压值时，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容、第三辅助谐振电感和第一辅助谐振电感开始谐振，第一主谐振电容、第二主谐振电容和第一辅助谐振电感继续谐振，当第一主谐振电容的电压下降至零时，第一主谐振电容、第二主谐振电容和第一辅助谐振电感谐振完毕，当从本模式开始到第一辅助开关管关断区间内，开通第三辅助开关管，则第三辅助开关管实现零电压开通；
模式g：当第一辅助谐振电感的电流达到最大值时，第一主二极管导通，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电感和第三辅助谐振电容继续谐振，第一辅助谐振电容中的能量继续向第三辅助谐振电容转移，第一辅助谐振电感中的电流保持不变，当第三辅助谐振电感的电流下降至零时，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电感和第三辅助谐振电容谐振完毕，当第一主二极管导通期间开通第一主开关管，则第一主开关管实现零电压开通；
模式h：当第三辅助谐振电感的电流下降至零时，第三辅助二极管和第五辅助二极管关断，谐振电流在第一辅助开关管、第一辅助谐振电感和第一主二极管构成的回路中环流；
模式i：当第一辅助开关管关断后，第一辅助谐振电感和第一辅助谐振电容开始谐振，第一辅助谐振电感中的能量向第一辅助谐振电容转移，第一辅助开关管实现零电压关断；
模式j：当第一辅助谐振电容的电压上升到输入直流电源电压值时，第一辅助谐振电感的能量通过第一辅助二极管、第五辅助二极管和第十辅助二极管反馈给输入直流电源；
模式k：当第一辅助谐振电感的电流下降至负载电流值时，第一主二极管关断，负载电流从第一辅助谐振电感向第一主开关管换流，第一辅助谐振电感中能量直接释放给负载；
模式l：当第一辅助谐振电感的电流下降至零时，第一辅助谐振电容、第三辅助谐振电容和第三辅助谐振电感开始谐振，第一辅助谐振电容中能量向第三辅助谐振电容中转移，当第三辅助谐振电感的电流降为零时，能量转移结束，电路再次回到模式a。
6.根据权利要求3所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路，其特征在于，所述全控开关器件为功率晶体管或智能功率模块。
7.权利要求1所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的调制方法，其特征在于：该调制方法如下：
第一主开关管和第三辅助开关管同时关断，第二辅助开关管的开通时刻比第一主开关管的关断时刻延迟δt11时间，第四辅助开关管的开通时刻比第二辅助开关管的开通时刻延迟δt12时间，第二主开关管的开通时刻比第四辅助开关管的开通时刻延迟δt13时间，第二辅助开关管的关断时刻比第二主开关管的开通时刻延迟δt2时间；
第二主开关管和第四辅助开关管同时关断，第一辅助开关管的开通时刻比第二主开关管的关断时刻延迟δt11时间，第三辅助开关管的开通时刻比第一辅助开关管的开通时刻延迟δt12时间，第一主开关管的开通时刻比第三辅助开关管的开通时刻延迟δt13时间，第一辅助开关管的关断时刻比第一主开关管的开通时刻延迟δt2时间；
各主开关管按照正弦脉宽调制、相位差为180°互补开通方式工作。
8.根据权利要求7所述的双辅助谐振极型三相软开关逆变电路的调制方法，其特征在于：所述延迟时间δt11、δt12、δt13、δt2满足的条件为：δt11+δt12+δt13≤tdead；
其中，E为输入直流电源电压值，Ca为第一主谐振电容或第二主谐振电容的电容值，Cb为第一辅助谐振电容或第二辅助谐振电容的电容值，Cc为第三辅助谐振电容或第四辅助谐振电容的电容值，La为第一辅助谐振电感或第二辅助谐振电感的电感值，Lb为第三辅助谐振电感或第四辅助谐振电感的电感值，tdead为硬开关逆变器上下桥臂开关管的开关死区时间，Ia为设定的分离电流值，iamax为输出最大负载电流值。
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