CN104734552B - 双向功率流电压型准阻抗源逆变器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的双向功率流电压型准阻抗源逆变器，包括准阻抗源网络、逆变桥、直流电压源DC和交流负载M；准阻抗源网络中的双向电力电子开关S和逆变桥中的双向电力电子开关均工作在高频开关状态；通过调节双向电力电子开关的直通占空比来控制输出电压，使其低于或高于输入电压；此外通过双向电力电子开关和双向电力电子开关S的配合来控制功率流的方向，当将直流电压源DC替换为直流负载、交流负载M替换为交流电压源后，则功率流可实现双向流动，最终可解决电压型阻抗源逆变器的阻抗源网络电容器的电压应力偏大的问题，并实现升压功能，提高电路的可靠性，减少元件数量，简化控制方法，提高系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及分类表H02中的发电、变电或配电设备及其控制方法，特别是涉及用于直流和交流之间，以及用于与电源或类似的供电系统一起使用的设备及其控制方法。
背景技术
电压源逆变器输入直流电压而输出交流电压；逆变器的输出电压可以是三相或多相，可以是方波，正弦波，PWM波，阶梯波，或者准方波；电压源逆变器应用广泛，但是存在下列缺点：(1)交流负载必须为电感性或交流电源须串联电感，才能使电压源逆变器工作，这使电压源逆变器的应用受到很大的限制；(2)交流输出电压被限制只能低于而不能超过直流母线电压，或直流母线电压只能高于交流输入电压，因此，电压源逆变器是一个降压式逆变器；对于直流电压较低，需要较高的交流输出电压的功率变换场合，需要一个额外的DC/DC升压式变换器；这个额外的功率变换器增加了系统的成本，降低了变换效率；(3)每个桥臂的上、下器件不能同时导通，否则，会发生直通短路，损坏器件；
目前的电压型阻抗源逆变器可以克服上述缺陷，但是其阻抗源网络电容器的电压应力偏大，特别在输出电压较高的情况下，尤其如此。
发明内容
本发明的目的是提供一种双向功率流电压型准阻抗源逆变器及其控制方法，解决目前电压型阻抗源逆变器的阻抗源网络电容器的电压应力偏大的问题，并实现升压功能，提高电路的可靠性，简化控制方法，提高系统效率。
为解决上述提出的问题，本发明提供的双向功率流电压型准阻抗源逆变器，包括准阻抗源网络、逆变桥、直流电压源DC和交流负载M；
准阻抗源网络的输出端接逆变桥；
交流负载M接在逆变桥的桥臂之间；
准阻抗源网络由电桥和双向电力电子开关S连接而成；
直流电压源DC接在准阻抗源网络的电桥的桥臂上；
逆变桥由若干个双向电力电子开关连接而成；
双向电力电子开关S和逆变桥中的双向电力电子开关均工作在高频开关状态；
输出电压通过调节逆变桥中的双向电力电子开关的直通占空比来控制，调节后的输出电压低于或高于输入电压。
逆变桥通过调节同一桥臂上下两个双向电力电子开关同时导通的时间来调节电压增益。
通过逆变桥双向电力电子开关和双向电力电子开关S控制功率流的方向。
将直流电压源DC替换为直流负载、交流负载M替换为交流电压源后，则其功率流双向
流动。
所述准阻抗源网络中的电桥为电感L1、电容C1、电感L2、电容C2依次连接而成；电
感L1和电容C1之间设结点P1、电感L2和电容C2之间设结点P2、电容C1和电感L2
之间设结点P3、电容C2和电感L1之间设结点P4；直流电压源DC接在电感L1和结点
P4之间；双向电力电子开关S接在结点P1和结点P2之间。
逆变桥中的若干个双向电力电子开关类型相同，均分别由一个功率二极管和一个全控型电力电子器件反并联而成；所述全控型电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
所述逆变桥中的若干个双向电力电子开关有双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S2、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4；按双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4、双向电力电子开关S2的顺序依次连接形成逆变桥；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S2之间设结点P5；双向电力电子开关S3和双向电力电子开关S4之间设结点P6；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S3之间设结点P7；双向电力电子开关S4和双向电力电子开关S2之间设结点P8；结点P5和结点P6之间接入交流负载M；结点P7接准阻抗源网络的结点P3，结点P8接准阻抗源网络的结点P4。
双向电力电子开关S1由绝缘栅双极型晶体管IGBT1和功率二极管D1反并联而成、双向电力电子开关S2由绝缘栅双极型晶体管IGBT2和功率二极管D2反并联而成、双向电力电子开关S3由绝缘栅双极型晶体管IGBT3和功率二极管D3反并联而成、双向电力电子开关S4由绝缘栅双极型晶体管IGBT4和功率二极管D4反并联而成、双向电力电子开关S由绝缘栅双极型晶体管IGBT和功率二极管D反并联而成。
所述逆变桥中的若干个双向电力电子开关还有双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6；双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6依次串联在逆变桥的结点P7和结点P8之间；双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6之间设节点P9；结点P9接交流负载M；所述双向电力电子开关S5由绝缘栅双极型晶体管IGBT5和功率二极管D5反并联而成；双向电力电子开关S6由绝缘栅双极型晶体管IGBT6和功率二极管D6反并联而成；双向电力电子开关S5和双向电力电子开关S6都工作在高频开关状态。
基于双向功率流电压型准阻抗源逆变器的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：将逆变桥的每一桥臂的工作状态定义为三值逻辑；
步骤S2：用相应矢量描述所定义的三值逻辑关系，得到逆变桥所有的开关组合状态；
步骤S3：根据要求剔除不符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态；
步骤S4：对符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态进行合理科学的排布，找到使开关次数最小化的开关次序，最大限度的减少开关次数；达到开关损耗最小的目标。
采用本发明的双向功率流电压型准阻抗源逆变器后，由于准阻抗源网络的结构与阻抗源网络结构相比作了改动，将双向电力电子开关S移到了准阻抗源网络的内部，使电容C1两端电压随着电压增益的增大而减小，而电压型阻抗源逆变器中的阻抗源网络电容电压随电压增益的增大而成比例增大，从而解决解决目前电压型阻抗源逆变器的阻抗源网络电容器的电压应力偏大的问题，并实现升压功能，提高电路的可靠性，同时，直流电源与逆变桥有公共点，便于接线。
由于设置了准阻抗源网络，电路具有非常高的可靠性，可以避免桥臂直通或开路时造成电源短路和损坏电力电子器件；由于电力电子开关的工作频率很高，准阻抗源网络的无源元件值很小，整个电路的结构简单，体积小、重量轻、可靠性高；
可用于许多工业应用的场合，从家用电器如微波炉、感应炊具到航空航天工业，从个人电脑电源到工业自动化如燃料电池和混合电动汽车；还可应用到交流电动机的驱动，交流不停电电源，感应加热，静态无功发生器或补偿器，有源滤波等；
此外，基于本发明的双向功率流电压型准阻抗源逆变器而采用的控制方法，由于逆变桥的工作状态经逻辑定义、矢量描述、科学的条件约束和顺序排列，最终找到使开关次数最小化的开关次序，从而简化了控制方法，达到了开关损耗最小目的，进而提高双向功率流电压型准阻抗源逆变器的效率。
下面结合附图对本发明的双向功率流电压型准阻抗源逆变器及其控制方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的双向功率流电压型准阻抗源逆变器的结构示意图；
图2为本发明实施例一的双向功率流单相电压型准阻抗源逆变器的电路图；
图3为本发明实施例二的双向功率流三相电压型准阻抗源逆变器的电路图。
具体实施方式
如图1所示，双向功率流电压型准阻抗源逆变器包括准阻抗源网络、逆变桥、直流电压源DC和交流负载M；准阻抗源网络的输出端接逆变桥；交流负载M接在逆变桥的桥臂之间；准阻抗源网络由电桥和双向电力电子开关S连接而成；直流电压源DC接在准阻抗源网络的电桥的桥臂上；逆变桥由若干个双向电力电子开关连接而成；双向电力电子开关S和逆变桥中的双向电力电子开关均工作在高频开关状态；本发明的双向功率流电压型准阻抗源逆变器，其输出电压通过调节逆变桥中的双向电力电子开关的直通占空比来控制，调节后的输出电压低于或高于输入电压；直流电压源DC替换为直流负载，交流负载M替换为交流电压源后，本发明的双向功率流电压型准阻抗源逆变器的功率流则实现双向流动。
根据逆变桥臂数目的不同，可以分成双向功率流单相电压型准阻抗源逆变器和双向功率流多相电压型准阻抗源逆变器；以下是双向功率流单相电压型准阻抗源逆变器和双向功率流三相电压型准阻抗源逆变器的实施过程：
实施例一：双向功率流单相电压型准阻抗源逆变器
如图2所示，所述单相准阻抗源逆变器包括准阻抗源网络、逆变桥、直流电压源DC和交流负载M；准阻抗源网络中的电桥为电感L1、电容C1、电感L2、电容C2依次连接而成；电感L1和电容C1之间设结点P1、电感L2和电容C2之间设结点P2、电容C1和电感L2之间设结点P3、电容C2和电感L1之间设结点P4；直流电压源DC接在电感L1和结点P4之间；双向电力电子开关S接在结点P1和结点P2之间；
逆变桥由双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4、双向电力电子开关S2按此顺序连接而成；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S2之间设结点P5；双向电力电子开关S3和双向电力电子开关S4之间设结点P6；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S3之间设结点P7；双向电力电子开关S4和双向电力电子开关S2之间设结点P8；结点P5和结点P6之间接入交流负载M；结点P7接准阻抗源网络的结点P3，结点P8接准阻抗源网络的结点P4；
其中，双向电力电子开关S、双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S2、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4均工作在高频开关状态；交流输出电压与输入直流电压的比，即逆变器的电压增益通过调节逆变桥中同一桥臂的双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S2(或双向电力电子开关S3和双向电力电子开关S4)同时导通的时间T占整个开关周期的比来实现；功率流的方向通过双向电力电子开关(S1-S4)和双向电力电子开关S的配合来控制；当双向电力电子开关S中的功率二极管D与双向电力电子开关(S1-S4)同时工作，且双向电力电子开关S中的绝缘栅双极型晶体管IGBT处于关断状态时，可以实现功率流从直流电压源DC流向交流负载M；当逆变桥工作于非直通零状态时，功率二极管D导通；当逆变桥工作于直通零状态时，功率二极管D关断；直流电压源DC替换为直流负载，交流负载M替换为交流电压源后，当双向电力电子开关S中的绝缘栅双极型晶体管IGBT与双向电力电子开关(S1-S4)同时工作，且双向电力电子开关S中的功率二极管D处于关断状态时，可以实现功率流从交流电压源流向直流负载；当逆变桥工作于整流非直通零状态时，双向电力电子开关S中的绝缘栅双极型晶体管IGBT导通；当逆变桥工作于整流直通零状态时，双向电力电子开关S中的全控型器件IGBT关断。通过上述控制方式，功率流实现双向流动。
上述的双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S2、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4、双向电力电子开关S类型相同，且都工作在高频开关状态；每一个双向电力电子开关均由一个全控型电力电子器件和一个功率二极管反并联而成，即双向电力电子开关S1由绝缘栅双极型晶体管IGBT1和功率二极管D1反并联而成、双向电力电子开关S2由绝缘栅双极型晶体管IGBT2和功率二极管D2反并联而成、双向电力电子开关S3由绝缘栅双极型晶体管IGBT3和功率二极管D3反并联而成、双向电力电子开关S4由绝缘栅双极型晶体管IGBT4和功率二极管D4反并联而成、双向电力电子开关S由绝缘栅双极型晶体管IGBT和功率二极管D反并联而成；
上述直流电压源DC采用蓄电池组，或者采用交流电源经过不可控整流滤波后形成，或者采用燃料电池均可。
以下是本实施例一的控制方法：
步骤S1：将逆变桥的每一桥臂的工作状态定义为三值逻辑；如：
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2关断时记为1；
双向电力电子开关S1关断、双向电力电子开关S2导通时记为0；
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2导通时记为X；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4关断时记为1；
双向电力电子开关S3关断、双向电力电子开关S4导通时记为0；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4导通时记为X；
步骤S2：用相应矢量描述所定义的三值逻辑关系，得到逆变桥所有的开关组合状态；如：11、10、1X、0X、00、01、X1、X0、XX；
步骤S3：根据要求剔除不符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态；如：仅要求一个桥臂可以直通，则状态XX可以被剔除；
步骤S4：对符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态进行合理科学的排布，找到使开关次数最小化的开关次序，最大限度的减少开关次数，达到开关损耗最小的目标；如：11、10、1X、0X、00、01、X1、X0符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态，逆变桥按10→x0→00→0x→01→x1→11→1x→10→……的次序工作，则达到最大限度的减少开关次数，此时开关损耗最小。
实施例二：双向功率流三相电压型准阻抗源逆变器
如图3所示，基于实施例一中图2所示电路图，在结点P7和结点P8之间的另一条支路上依次串联接入双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6，形成第二逆变桥；双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6之间设节点P9，结点P9接交流负载M；
其中，双向电力电子开关S5由绝缘栅双极型晶体管IGBT5和功率二极管D5反并联而成；双向电力电子开关S6由绝缘栅双极型晶体管IGBT6和功率二极管D6反并联而成；双向电力电子开关S5和双向电力电子开关S6都工作在高频开关状态；
本实施例，即双向功率流三相电压型准阻抗源逆变器的输出电压是通过调节第二逆变桥中各电力电子开关(S1-S6)的直通占空比来控制的，可以低于或高于输入电压。
以下是本实施例二的控制方法：
步骤S1：将逆变桥的每一桥臂的工作状态定义为三值逻辑；如：
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2关断时记为1；
双向电力电子开关S1关断、双向电力电子开关S2导通时记为0；
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2导通时记为X；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4关断时记为1；
双向电力电子开关S3关断、双向电力电子开关S4导通时记为0；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4导通时记为X；
双向电力电子开关S5导通、双向电力电子开关S6关断时记为1；
双向电力电子开关S5关断、双向电力电子开关S6导通时记为0；
双向电力电子开关S5导通、双向电力电子开关S6导通时记为X；
步骤S2：用相应矢量描述所定义的三值逻辑关系，得到逆变桥所有的开关组合状态；如：
111、110、11X、101、100、10X、1X1、1X0、1XX、
011、010、01X、001、000、00X、0X1、0X0、0XX、
X11、X10、X1X、X01、X00、X0X、XX1、XX0、XXX；
步骤S3：根据要求剔除不符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态；因为直通零状态是在传统的零状态中间插入的，10X、1X0、01X、0X1、X10、X01六种状态就是不合理的，可以被剔除；只剩余21种合理的状态。
步骤S4：对符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态进行合理科学的排布，
找到使开关次数最小化的开关次序，最大限度的减少开关次数，达到开关损耗最小的目
标；如：111、110、11X、101、100、1X1、011、010、001、000、00X、0X0、X11、X00、1XX、0XX、X1X、X0X、XX1、XX0、XXX符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态，逆变桥按100→X00→000→0X0→010→0X0→000→00X→001→00X→0XX→XXX→XX1→X11→011→X11→111→1X1→101→1X1→111→11X→110→11X→1XX→XXX→XX0→X00→100→……的次序工作，则达到最大限度的减少开关次数，此时开关损耗最小。
本实施例一和实施例二所实现的双向功率流电压型准阻抗源逆变器，可用于许多工业应用的场合，从家用电器如微波炉、感应炊具到航空航天工业，从个人电脑电源到工业自动化如燃料电池和混合电动汽车；还可应用到交流电动机的驱动，交流不停电电源，感应加热，静态无功发生器或补偿器，有源滤波等。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.双向功率流电压型准阻抗源逆变器的控制方法，
包括准阻抗源网络、逆变桥、直流电压源DC和交流负载M；
准阻抗源网络的输出端接逆变桥；
交流负载M接在逆变桥的桥臂之间；
准阻抗源网络由电桥和双向电力电子开关S连接而成；
直流电压源DC接在准阻抗源网络的电桥的桥臂上；
逆变桥由若干个双向电力电子开关连接而成；
双向电力电子开关S和逆变桥中的双向电力电子开关均工作在高频开关状态；
输出电压通过调节逆变桥中的双向电力电子开关的直通占空比来控制，调节后的输出电压低于或高于输入电压；
逆变桥通过调节同一桥臂上下两个双向电力电子开关同时导通的时间来调节电压增益；
通过逆变桥双向电力电子开关和双向电力电子开关S控制功率流的方向；
将直流电压源替换为直流负载、交流负载M替换为交流电压源后，则其功率流双向流动；
所述准阻抗源网络中的电桥为电感L1、电容C1、电感L2、电容C2依次连接而成；电感L1和电容C1之间设结点P1、电感L2和电容C2之间设结点P2、电容C1和电感L2之间设结点P3、电容C2和电感L1之间设结点P4；直流电压源DC接在电感L1和结点P4之间；双向电力电子开关S接在结点P1和结点P2之间；
逆变桥中的若干个双向电力电子开关类型相同，均分别由一个功率二极管和一个全控型电力电子器件反并联而成；所述全控型电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT；
所述逆变桥中的若干个双向电力电子开关有双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S2、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4；按双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4、双向电力电子开关S2的顺序依次连接形成逆变桥；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S2之间设结点P5；双向电力电子开关S3和双向电力电子开关S4之间设结点P6；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S3之间设结点P7；双向电力电子开关S4和双向电力电子开关S2之间设结点P8；结点P5和结点P6之间接入交流负载M；结点P7接准阻抗源网络的结点P3，结点P8接准阻抗源网络的结点P4；
双向电力电子开关S1由绝缘栅双极型晶体管IGBT1和功率二极管D1反并联而成、双向电力电子开关S2由绝缘栅双极型晶体管IGBT2和功率二极管D2反并联而成、双向电力电子开关S3由绝缘栅双极型晶体管IGBT3和功率二极管D3反并联而成、双向电力电子开关S4由绝缘栅双极型晶体管IGBT4和功率二极管D4反并联而成、双向电力电子开关S由绝缘栅双极型晶体管IGBT和功率二极管D反并联而成；其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将逆变桥的每一桥臂的工作状态定义为三值逻辑；
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2关断时记为1；
双向电力电子开关S1关断、双向电力电子开关S2导通时记为0；
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2导通时记为X；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4关断时记为1；
双向电力电子开关S3关断、双向电力电子开关S4导通时记为0；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4导通时记为X；
步骤S2：用相应矢量描述所定义的三值逻辑关系，得到逆变桥所有的开关组合状态；
11、10、1X、0X、00、01、X1、X0、XX；
步骤S3：根据要求剔除不符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态；
仅要求一个桥臂直通，则状态XX被剔除；
步骤S4：对符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态进行合理科学的排布，
找到使开关次数最小化的开关次序，最大限度的减少开关次数，达到开关损耗最小的目标；11、10、1X、0X、00、01、X1、X0符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态，逆变桥按10→x0→00→0x→01→x1→11→1x→10→……的次序工作，则达到最大限度的减少开关次数，此时开关损耗最小。
2.双向功率流电压型准阻抗源逆变器的控制方法，
包括准阻抗源网络、逆变桥、直流电压源DC和交流负载M；
准阻抗源网络的输出端接逆变桥；
交流负载M接在逆变桥的桥臂之间；
准阻抗源网络由电桥和双向电力电子开关S连接而成；
直流电压源DC接在准阻抗源网络的电桥的桥臂上；
逆变桥由若干个双向电力电子开关连接而成；
双向电力电子开关S和逆变桥中的双向电力电子开关均工作在高频开关状态；
输出电压通过调节逆变桥中的双向电力电子开关的直通占空比来控制，调节后的输出电压低于或高于输入电压；
逆变桥通过调节同一桥臂上下两个双向电力电子开关同时导通的时间来调节电压增益；
通过逆变桥双向电力电子开关和双向电力电子开关S控制功率流的方向；
将直流电压源替换为直流负载、交流负载M替换为交流电压源后，则其功率流双向流动；
所述准阻抗源网络中的电桥为电感L1、电容C1、电感L2、电容C2依次连接而成；电感L1和电容C1之间设结点P1、电感L2和电容C2之间设结点P2、电容C1和电感L2之间设结点P3、电容C2和电感L1之间设结点P4；直流电压源DC接在电感L1和结点P4之间；双向电力电子开关S接在结点P1和结点P2之间；
逆变桥中的若干个双向电力电子开关类型相同，均分别由一个功率二极管和一个全控型电力电子器件反并联而成；所述全控型电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT；
所述逆变桥中的若干个双向电力电子开关有双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S2、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4；按双向电力电子开关S1、双向电力电子开关S3、双向电力电子开关S4、双向电力电子开关S2的顺序依次连接形成逆变桥；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S2之间设结点P5；双向电力电子开关S3和双向电力电子开关S4之间设结点P6；双向电力电子开关S1和双向电力电子开关S3之间设结点P7；双向电力电子开关S4和双向电力电子开关S2之间设结点P8；结点P5和结点P6之间接入交流负载M；结点P7接准阻抗源网络的结点P3，结点P8接准阻抗源网络的结点P4；
双向电力电子开关S1由绝缘栅双极型晶体管IGBT1和功率二极管D1反并联而成、双向电力电子开关S2由绝缘栅双极型晶体管IGBT2和功率二极管D2反并联而成、双向电力电子开关S3由绝缘栅双极型晶体管IGBT3和功率二极管D3反并联而成、双向电力电子开关S4由绝缘栅双极型晶体管IGBT4和功率二极管D4反并联而成、双向电力电子开关S由绝缘栅双极型晶体管IGBT和功率二极管D反并联而成；
所述逆变桥中的若干个双向电力电子开关还有双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6；双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6依次串联在逆变桥的结点P7和结点P8之间；双向电力电子开关S5、双向电力电子开关S6之间设节点P9；结点P9接交流负载M；所述双向电力电子开关S5由绝缘栅双极型晶体管IGBT5和功率二极管D5反并联而成；双向电力电子开关S6由绝缘栅双极型晶体管IGBT6和功率二极管D6反并联而成；双向电力电子开关S5和双向电力电子开关S6都工作在高频开关状态；
其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将逆变桥的每一桥臂的工作状态定义为三值逻辑；
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2关断时记为1；
双向电力电子开关S1关断、双向电力电子开关S2导通时记为0；
双向电力电子开关S1导通、双向电力电子开关S2导通时记为X；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4关断时记为1；
双向电力电子开关S3关断、双向电力电子开关S4导通时记为0；
双向电力电子开关S3导通、双向电力电子开关S4导通时记为X；
双向电力电子开关S5导通、双向电力电子开关S6关断时记为1；
双向电力电子开关S5关断、双向电力电子开关S6导通时记为0；
双向电力电子开关S5导通、双向电力电子开关S6导通时记为X；
步骤S2：用相应矢量描述所定义的三值逻辑关系，得到逆变桥所有的开关组合状态；
111、110、11X、101、100、10X、1X1、1X0、1XX、
011、010、01X、001、000、00X、0X1、0X0、0XX、
X11、X10、X1X、X01、X00、X0X、XX1、XX0、XXX；
步骤S3：根据要求剔除不符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态；因为直通零状态是在传统的零状态中间插入的，10X、1X0、01X、0X1、X10、X01六种状态就是不合理的，被剔除；只剩余21种合理的状态；
步骤S4：对符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态进行合理科学的排布，
找到使开关次数最小化的开关次序，最大限度的减少开关次数，达到开关损耗最小的目标；111、110、11X、101、100、1X1、011、010、001、000、00X、0X0、X11、X00、1XX、0XX、X1X、X0X、XX1、XX0、XXX符合电压型准阻抗源逆变器工作规律的开关组合状态，逆变桥按：
100→X00→000→0X0
→010→0X0→000→00X→001→00X→0XX→XXX
→XX1→X11→011→X11→111→1X1
→101→1X1→111→11X→110→11X→1XX→XXX→
XX0→X00→100→……的次序工作，则达到最大限度的减少开关次数，此时开关损耗最小。
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