JP2023549868A - 昇降圧インバータ及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

本願は、昇降圧インバータ及びその制御方法を開示し、該昇降圧インバータは、入力電源、結合インダクタ、フィルタユニット、第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチと第４スイッチなどの部品を含み、ここでは、フィルタユニットは、フィルタインダクタ、ダンピング抵抗器及びフィルタコンデンサからなる。第１スイッチと第２スイッチは、相補スイッチであり、入力電圧がグリッドの電圧よりも大きさく且つグリッドの電圧が正の半周期である時、第３スイッチは、常にオンであり、第４スイッチは、常にオフであり、第１スイッチのデューティ比を調節することによって、第１基準電流に追跡するようにグリッドの電流を制御し、他の時点で、第１スイッチと第３スイッチは、同時に高周波でスイッチングし、第２スイッチと第４スイッチは、同時に高周波でスイッチングし、第１スイッチのデューティ比を調節することによって、第２基準の電流に追跡するようにグリッドの電流を制御する。この発明は、昇降圧変換を実現し、非分離型光起電力インバータのコモンモードリーク電流を解消することができ、一段変換を採用し、システムの変換効率を高める。【選択図】図１

Description

本願は、インバータ分野に関し、具体的には、昇降圧インバータ及びその制御方法に関する。
非分離型インバータは、光起電力アセンブリとグリッドとの間に分離部がないため、コモンモードリーク電流が光起電力アセンブリを流れる対地寄生容量が発生する可能性がある。このコモンモードリーク電流は、電磁干渉を引き起こし、システム損失を増加させ、ひいては人身安全に脅威を与える。中国内外の専門家と学者は、非分離型インバータのコモンモードリーク電流をどのように抑制するかについて、一連の効果的な研究を展開した。一般的な方法としては、変調技術の改善、スイッチデバイスの追加、フィルタの追加、制御方法の改善などがある。しかし、上記方法でコモンモードリーク電流を抑制する効果は、光起電力アセンブリの対地寄生容量と回路パラメータの変化の影響を受けやすい。
なお、光起電力アセンブリの出力電圧が通常低く、非分離型インバータが昇降圧変換の機能を実現できることが要求され、従来の方法は、二段変換、即ち昇圧変換器とインバータがカスケード接続される方式を採用して昇降圧を実現し、システム効率を低減させる。
そのため、コモンモードリーク電流を根本的に除去し、高効率な昇降圧変換を実現できるインバータトポロジ及びその制御方法を研究する必要がある。
本願の目的は、従来のインバータが昇降圧変換を実現できない問題を解決し、コモンモードリーク電流現象を解消し、光起電力インバータシステムの変換効率を高めるための昇降圧インバータ及びその制御方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本願は、以下の技術案により実現される。
昇降圧インバータであって、
負極がグリッドの負極に接続され、且つ負極とグリッドの負極が共通に接地される入力電源と、
フィルタインダクタと、ダンピング抵抗器と、フィルタコンデンサとを含み、フィルタインダクタの第１端がグリッドの正極に接続され、ダンピング抵抗器の第１端がそれぞれ第２スイッチの第２端とグリッドの負極に接続され、ダンピング抵抗器の第２端がフィルタコンデンサの第１端に接続されるフィルタユニットと、
一次巻線と二次巻線とを含む結合インダクタであって、一次巻線の第１端がそれぞれフィルタインダクタの第２端、フィルタコンデンサの第２端と結合インダクタの二次巻線の第４端に接続され、第２端がそれぞれ第３スイッチ、第１スイッチを介して前記入力電源の正極に接続され、前記結合インダクタの一次巻線と、グリッドと、フィルタユニットと、前記入力電源と、前記第３スイッチと、前記第１スイッチとで第１閉回路が構成され、前記結合インダクタの一次巻線と、グリッドと、フィルタユニットと、前記第３スイッチと、第２スイッチとで第１還流回路が構成され、
結合インダクタの二次巻線の第３端がそれぞれ第４スイッチ、前記第２スイッチを介してグリッドの負極に接続され、前記結合インダクタの二次巻線と、グリッドと、前記フィルタユニットと、前記第４スイッチと、前記第２スイッチと、第２還流回路とが構成される結合インダクタと、
入力端がそれぞれグリッド、入力電源、前記結合インダクタの一次巻線と前記結合インダクタの二次巻線に接続され、出力端がそれぞれ前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチと前記第４スイッチに接続され、それぞれ各スイッチのスイッチングを駆動制御し、各閉回路を連通させ、さらにグリッドの電流の調節を完了させるために用いられる制御駆動ユニットとを含む。
最も好ましくは、この制御駆動ユニットは、
入力端がそれぞれグリッド、入力電源、前記結合インダクタの一次巻線と前記結合インダクタの二次巻線に接続され、それぞれグリッドのグリッド電圧フィードバック信号、入力電源の電圧フィードバック信号、前記結合インダクタの一次巻線の第１電流フィードバック信号と前記結合インダクタの二次巻線の第２電流フィードバック信号を収集するセンサシステムと、
入力端が前記センサシステムの第１出力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号に対して電圧信号の処理を行い、且つそれぞれ前記第１電流基準信号と前記第２電流基準信号を生成するＤＳＰと、
第１入力端が前記ＤＳＰの出力端に接続され、第２入力端が前記センサシステムの出力端に接続され、前記第１電流基準信号、前記第２電流基準信号、及び前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号に基づいて、電流の比較制御を行い、第１スイッチ論理信号、第２スイッチ論理信号、第３スイッチ論理信号と第４スイッチ論理信号をそれぞれを生成する制御回路と、
入力端が前記制御回路の出力端に接続され、出力端がそれぞれ前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチと前記第４スイッチに接続され、それぞれ前記第１スイッチ論理信号、前記第２スイッチ論理信号、前記第３スイッチ論理信号と前記第４スイッチ論理信号に応じて、第１駆動信号、第２駆動信号、第３駆動信号と第４駆動信号を生成することで、各スイッチのスイッチングを駆動する駆動回路とをさらに含む。
最も好ましくは、センサシステムは、
入力端がグリッドに接続され、第１出力端が前記ＤＳＰの入力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号を収集し且つ前記ＤＳＰに伝送するために用いられるグリッド電圧センサと、
入力端が前記入力電源に接続され、第１出力端が前記ＤＳＰの入力端に接続され、前記入力電源の電圧フィードバック信号を収集し且つ前記ＤＳＰに伝送するために用いられる入力電圧センサと、
入力端が前記変圧器の一次巻線に接続され、出力端が前記制御回路の第２入力端に接続され、前記第１電流フィードバック信号を収集し、且つ前記制御回路に伝送するために用いられる第１電流センサと、
入力端が前記変圧器の二次巻線に接続され、出力端が前記制御回路の第２入力端に接続され、前記第２電流フィードバック信号を収集し、且つ前記制御回路に伝送するために用いられる第２電流センサとを含む。
最も好ましくは、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）は、
入力端が前記グリッド電圧センサの第１出力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号に対して１回目のアナログデジタル変換を行い、第１デジタル信号を取得する第１アナログデジタル変換モジュールと、
入力端が前記第１アナログデジタル変換モジュールの第１出力端に接続され、前記第１デジタル信号に対してデジタル処理を行い、グリッドの電圧位相を取得する位相同期ループと、
入力端が前記入力電圧センサの出力端に接続され、前記入力電圧フィードバック信号に対して２回目のアナログデジタル変換を行い、第２デジタル信号を取得する第２アナログデジタル変換モジュールと、
第１入力端が前記位相同期ループの第１出力端に接続され、第２入力端が前記第１アナログデジタル変換モジュールの第２出力端に接続され、前記第１デジタル信号と前記電圧位相に基づいて、第１電流基準信号の計算を行い、第１電流基準デジタル信号を取得する第１電流基準計算モジュールと、
入力端が前記第１電流基準計算モジュールの出力端に接続され、前記第１電流の基準デジタル信号に対して１回目のデジタルアナログ変換を行い、第１電流基準信号を取得する第１デジタルアナログ変換モジュールと、
第１入力端が前記位相同期ループの第２出力端に接続され、第２入力端が前記第１アナログデジタル変換モジュールの第３出力端に接続され、第３入力端が前記第２アナログデジタル変換モジュールの出力端に接続され、前記電圧位相、前記第１デジタル信号と前記第２デジタル信号に基づいて、第２電流基準信号の計算を行い、第２基準デジタル信号を取得する第２電流基準計算モジュールと、
入力端が前記第２電流基準計算モジュールの出力端に接続され、前記第２基準デジタル信号に対して２回目のデジタルアナログ変換を行い、第２電流基準信号を取得する第２デジタルアナログ変換モジュールとを含む。
最も好ましくは、駆動回路は、第１駆動回路と、第２駆動回路と、第３駆動回路と、第４駆動回路とをさらに含み、その出力端がそれぞれ前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチと前記第４スイッチに接続される。
最も好ましくは、制御回路は、
第１入力端が前記グリッド電圧センサの第２出力端に接続され、第２入力端が前記入力電圧センサの第２出力端に接続され、前記入力電圧フィードバック信号と前記グリッド電圧フィードバック信号とを比較し、第１モード選択信号を取得する第１コンパレータと、
入力端が前記グリッド電圧センサの第３出力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号とグランドとを比較し、第２モード選択信号を取得する第２コンパレータと、
入力端が前記第１コンパレータの第１出力端に接続され、第３モード選択信号を取得する第１位相反転器と、
入力端が前記第２コンパレータの第１出力端に接続され、第４モード選択信号を取得する第２位相反転器と、
第１入力端が前記第１デジタルアナログ変換モジュールの出力端に接続され、第２入力端が前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した出力端に接続され、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号と前記第１電流基準信号に対して１回目の電流調節を行い、第１高周波スイッチング信号を取得する第１電流調節器と、
第１入力端が前記第２デジタルアナログ変換モジュールの出力端に接続され、第２入力端が前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した出力端に接続され、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号と前記第２電流基準信号に対して２回目の電流調節を行い、第２高周波スイッチング信号を取得する第２電流調節器と、
入力端が前記第２電流調節器の第１出力端に接続され、第３高周波スイッチング信号を取得する第３位相反転器と、
第１入力端が前記第１コンパレータの第２出力端に接続され、第２入力端が前記第２コンパレータの第２出力端に接続され、第１モード選択信号と第２モード選択信号に基づいて、第５モード選択信号を取得する第１ＡＮＤゲートと、
第１入力端が前記第１位相反転器の出力端に接続され、第２入力端が前記第２コンパレータの第３出力端に接続され、第２モード選択信号と第３モード選択信号に基づいて、第６モード選択信号を取得する第２ＡＮＤゲートと、
第１入力端が前記第２電流調節器の第２出力端に接続され、第２入力端が前記第２位相反転器の出力端に接続され、前記第２高周波スイッチング信号と前記第２モード選択信号に基づいて、第４高周波スイッチング信号を取得する第３ＡＮＤゲートと、
第１入力端が前記第３位相反転器の出力端に接続され、第２入力端が前記第２ＡＮＤゲートの出力端に接続され、前記第６モード選択信号と前記第３高周波スイッチング信号に基づいて、第５高周波スイッチング信号を取得する第４ＡＮＤゲートと、
第１入力端が前記第４ＡＮＤゲートの出力端に接続され、第２入力端が前記第３ＡＮＤゲートの出力端に接続され、第４高周波スイッチング信号と第５高周波スイッチング信号に基づいて、第６高周波スイッチング信号を取得する第１ＯＲゲートと、
第１入力端が前記第１ＯＲゲートの第１出力端に接続され、第２入力端が前記第１ＡＮＤゲートの第１出力端に接続され、前記第５モード選択信号と前記第６高周波スイッチング信号に基づいて、第３スイッチ論理信号を取得し、且つ前記第３駆動回路に伝送する第２ＯＲゲートと、
第１入力端が前記第１ＡＮＤゲートの第２出力端に接続され、第２入力端が前記第１電流調節器の出力端に接続され、前記第５モード選択信号と前記第１高周波スイッチング信号に基づいて、第７高周波スイッチング信号を取得する第５ＡＮＤゲートと、
第１入力端が前記第５ＡＮＤゲートの出力端に接続され、第２入力端が前記第２ＯＲゲートの第２出力端に接続され、前記第７高周波スイッチング信号と前記第３スイッチ論理信号に基づいて、第１スイッチ論理信号を取得し、且つ前記第１駆動回路に伝送する第３ＯＲゲートと、
入力端が前記第３ＯＲゲートの第２出力端に接続され、前記第１スイッチ論理信号に基づいて、第２スイッチ論理信号を取得し、且つ前記第２駆動回路に伝送する第４位相反転器と、
入力端が前記第１ＡＮＤゲートの第３出力端に接続され、第７モード選択信号を取得する第５位相反転器と、
入力端が前記第１ＯＲゲートの第２出力端に接続され、第８高周波スイッチング信号を取得する第６位相反転器と、
第１入力端が前記第５位相反転器の出力端に接続され、第２入力端が前記第６位相反転器の出力端に接続され、出力端が前記第４駆動回路入力端に接続され、前記第７モード選択信号と前記第８高周波スイッチング信号に基づいて、第４スイッチ論理信号を取得し、且つ前記第４駆動回路に伝送する第６ＡＮＤゲートとを含む。
本発明は、昇降圧インバータに基づいて実現される昇降圧インバータ制御方法を提供し、この昇降圧インバータ制御方法は、
センサシステムが入力電圧とグリッドの電圧をリアルタイムに監視し、且つ前記入力電圧とグリッドの電圧の大きささに対して１回目の判定を行い、前記入力電圧がグリッドの電圧よりも大きいか、それとも小さいかを判定するステップ１と、
センサシステムがグリッドの電圧をリアルタイムに監視し、且つ前記グリッドの電圧の商用周波数周期に対して２回目の判定を行い、前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であるか、それとも負の半周期であるか判定するステップ２と、
前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも大きい場合、制御駆動ユニットは、第１スイッチ及び／又は第２スイッチを調整して、第１閉回路及び／又は第１還流回路を導通させることで、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号を第１基準電流に追跡させ、グリッドの電流調節を完了するステップ３と、
前記グリッドの電圧の商用周波数周期が負の半周期であり又は前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットは、この第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ及び／又は第４スイッチを調整して、第１閉回路及び／又は第２還流回路を導通させることで、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号を第２基準電流に追跡させ、グリッドの電流調節を完了するステップ４とを含む。
最も好ましくは、前記駆動ユニットがこのインバータの第１スイッチ及び／又は第２スイッチを調整することは、
前記制御駆動ユニットが、前記第４スイッチを切断し、第３スイッチを投入するように調整し、前記第２還流回路をオフにするステップ３．１と、
第１電流センサと第２電流センサによってそれぞれリアルタイムに収集された第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した後、ＤＳＰによって生成された第１電流基準信号と比較するステップ３．２と、
第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第１電流基準信号よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタを導通させるように調整し、前記第１閉回路を導通させ、入力電源が、前記第１閉回路によって、フィルタインダクタの電流を増加させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ３．３と、
第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第１電流基準信号よりも大きい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタをオフにするように調整し、前記第１還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタの電流が減小し、グリッドの電流調節を完了するステップ３．４とを含む。
最も好ましくは、前記制御駆動ユニットがこのインバータの第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ及び／又は第４スイッチを調整することは、
このインバータの作動モードに対して２回目の判定を行い、このインバータの作動モードが昇圧モードであるか、昇降圧モードであるかを判定するステップ４．１と、
第１電流センサと第２電流センサによってそれぞれリアルタイムに収集された第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号をＤＳＰによって生成された第２電流基準信号と比較するステップ４．２と、
前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも小さい場合、このインバータの作動モードが昇圧モードであり、前記制御駆動ユニットが、すべてのスイッチを高周波スイッチングにするように調整するステップ４．３と、
第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも大きい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタを導通させるように調整し、前記第１閉回路を導通させ、入力電源が、前記第１閉回路によって、フィルタインダクタの電流を減小させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．４と、
第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタをオフにするように調整し、前記第２還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタの電流が増加し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．５と、
前記グリッドの電圧の商用周波数周期が負の半周期である場合、このインバータの作動モードが昇降圧モードであり、前記制御駆動ユニットが、すべてのスイッチを高周波スイッチングにするように調整するステップ４．６と、
第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタを導通させるように調整し、前記第１閉回路を導通させ、入力電源が、前記第１閉回路によって、フィルタインダクタの電流を負方向に減小させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．７と、
第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも大きい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタをオフにするように調整し、前記第２還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタの電流が負方向に増加し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．８とを含む。
最も好ましくは、第３スイッチと第４スイッチは、正逆電圧に耐えられるデバイス、例えば、逆直列に接続される２つのＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴである。
この発明を用いることによって、従来の光起電力インバータの昇降圧変換効率が低い問題を解決し、コモンモードリーク電流現象を解消し、昇降圧変換を実現し、光起電力インバータシステムの変換効率を高める。
本願は、従来技術と比べて以下の利点を有する。
１、本発明によるインバータは、一段変換であり、インバータシステムの変換効率を高める。
２、本発明によるインバータは、昇降圧変換を実現することができる。
３、本発明によるインバータは、入力電源とグリッドが共通に接地され、光起電力インバータのコモンモードリーク電流を効果的に解消することができる。
本願特許の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下に、実施例の記述に使用する必要がある図面を簡単に紹介する。自明なことに、以下の記述における添付図面は、本願特許のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な労働を払わずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本願の実施例によるこのインバータの回路概略図である。 本願の実施例による制御駆動ユニットの回路概略図である。
本願の目的、技術案と利点をより明確にするために、以下、添付図面を結び付けながら本願についてさらに記述する。記述されている実施例は、本願に対する制限とみなすべきではなく、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、本願の保護の範囲に属する。
以下の記述は、「いくつかの実施例」、「１つ又は複数の実施例」に関するが、すべての可能な実施例のサブセットが記述されるが、「いくつかの実施例」、「１つ又は複数の実施例」は、すべての可能な実施例の同じサブセット又は異なるサブセットであってもよく、衝突することなく互いに組み合わされてもよいことを理解されたい。
以下の記述に係る用語の「第１／第２／第３」は、それぞれ類似したオブジェクト用のものに過ぎず、オブジェクトの特定の順序を表すものではなく、「第１／第２／第３」は、ここに記載された本願の実施例が図示又は説明された順序以外の順序で実施できるように、許可された場合に特定の順序又は前後順序を交換することができることを理解されたい。
特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本願の技術分野に属する当業者が一般に理解するものと同じ意味である。本明細書で使用される用語は、本願の実施例を説明するためのものにすぎず、本願を限定することを意図するものではない。
本発明は、昇降圧インバータを提供し、図１に示すように、入力電源Ｕｉｎ、結合インダクタＬ、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３、第４スイッチＳ４、フィルタコンデンサＣ１、フィルタインダクタＬｇ、ダンピング抵抗器Ｒｄ及び制御駆動ユニット（図示せず）を含む。
入力電源Ｕｉｎの負極は、グリッドＵの負極に接続され、且つ入力電源Ｕｉｎの負極とグリッドＵの負極は、共通に接地される。そのうち、入力電源Ｕｉｎは、このインバータに電気エネルギーを供給するために用いられ、且つ入力電源ＵｉｎとグリッドＵは、共通に接地され、このインバータのコモンモードリーク電流を効果的に除去することができる。本実施例では、入力電源Ｕｉｎは、光起電力電池、車用電池、燃料電池などであってもよい。
フィルタユニットは、フィルタインダクタＬｇと、ダンピング抵抗器Ｒｄと、フィルタコンデンサＣ１とを含み、フィルタインダクタＬｇの第１端がグリッドＵの正極に接続され、ダンピング抵抗器Ｒｄの第１端がそれぞれ第２スイッチＳ２の第２端とグリッドＵの負極に接続され、ダンピング抵抗器Ｒｄの第２端がフィルタコンデンサＣ１の第１端に接続され、
結合インダクタＬは、一次巻線ＮＰと二次巻線ＮＳとを含み、結合インダクタＬの一次巻線ＮＰの第１端がそれぞれフィルタインダクタＬｇの第２端、フィルタコンデンサＣ１の第２端と結合インダクタの二次巻線ＮＳの第４端に接続され、結合インダクタＬの一次巻線ＮＰの第２端がそれぞれ第３スイッチＳ３、第１スイッチＳ１を介して前記入力電源Ｕｉｎの正極に接続され、
第１閉回路を形成するように、入力電源Ｕｉｎは、順に第１スイッチＳ１、第３スイッチＳ３、結合インダクタの一次巻線ＮＰ、フィルタユニットとグリッドＵに直列接続され、
第１還流回路を形成するように、結合インダクタの一次巻線ＮＰは、順に第３スイッチＳ３、第２スイッチＳ２、グリッドＵとフィルタユニットに直列接続され、
結合インダクタの二次巻線ＮＳの第３端は、それぞれ第４スイッチＳ４、第２スイッチＳ２を介してグリッドＵの負極に接続され、
第２還流回路を形成するように、結合インダクタの二次巻線ＮＳは、順に第４スイッチＳ４、第２スイッチＳ２、グリッドＵとフィルタユニットに直列接続され、
制御駆動ユニットの入力端は、それぞれグリッドＵ、入力電源Ｕｉｎ、結合インダクタの一次巻線ＮＰと結合インダクタの二次巻線ＮＳに接続され、出力端は、それぞれ第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４に接続され、それぞれ各スイッチのスイッチングを駆動制御し、各閉回路を連通させ、さらにグリッドの電流の調節を完了させるために用いられる。
本実施例では、フィルタコンデンサＣ１は、無極性コンデンサである。
そのうち、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２は、いずれも金属酸化膜半導体電界効果（ＭＯＳ）トランジスタ及び／又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）であり、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４は、いずれも２つの金属酸化膜半導体電界効果（ＭＯＳ）トランジスタ及び／又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）の逆直列接続である。
そのうち、図２に示すように、この制御駆動ユニットは、センサシステム１と、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２と、制御回路３と、駆動回路４とをさらに含む。
センサシステム１の入力端は、それぞれグリッドＵ、入力電源Ｕｉｎ、結合インダクタの一次巻線ＮＰと及び結合インダクタの二次巻線ＮＳに接続され、それぞれグリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆ、入力電源Ｕｉｎの電圧フィードバック信号Ｕｉｎｆ、結合インダクタの一次巻線ＮＰの第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと前記結合インダクタの二次巻線ＮＳの第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆを収集し、
ＤＳＰ ２の入力端は、センサシステム１の第１出力端に接続され、グリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆに対して電圧信号の処理を行い、且つそれぞれ第１電流基準信号ｉｒｅｆ１と前記第２電流基準信号ｉｒｅｆ２を生成し、
制御回路３の第１入力端は、ＤＳＰ ２の出力端に接続され、第２入力端は、センサシステム１の出力端に接続され、第１電流基準信号ｉｒｅｆ１、前記第２電流基準信号ｉｒｅｆ２、及び第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと前記第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号に基づいて、電流の比較制御を行い、それぞれ第１スイッチ論理信号Ｏ１、第２スイッチ論理信号Ｏ２、第３スイッチ論理信号Ｏ３と第４スイッチ論理信号Ｏ４を生成し、
駆動回路４の入力端は、制御回路３の出力端に接続され、出力端は、それぞれ第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４に接続され、それぞれ第１スイッチ論理信号Ｏ１、第２スイッチ論理信号Ｏ２、第３スイッチ論理信号Ｏ３と第４スイッチ論理信号Ｏ４に応じて、第１駆動信号、第２駆動信号、第３駆動信号と第４駆動信号を生成することで、スイッチＳ１－Ｓ４のスイッチングを駆動する。
そのうち、センサシステム１は、
入力端がグリッドＵに接続され、第１出力端がＤＳＰ ２の入力端に接続され、グリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆを収集し且つ前記ＤＳＰ ２に伝送するために用いられるグリッド電圧センサ１０１と、
入力端が入力電源Ｕｉｎに接続され、第１出力端がＤＳＰ ２の入力端に接続され、入力電源Ｕｉｎの入力電圧フィードバック信号Ｕｉｎｆを収集し且つ前記ＤＳＰ ２に伝送するために用いられる入力電圧センサ１０２と、
入力端が変圧器の一次巻線ＮＰに接続され、出力端が制御回路３の第２入力端に接続され、第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆを収集し、且つ制御回路３に伝送するために用いられる第１電流センサ１０３と、
入力端が前記変圧器の二次巻線ＮＳに接続され、出力端が制御回路３の第２入力端に接続され、第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆを収集し、且つ制御回路３に伝送するために用いられる第２電流センサ１０４とを含む。
デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２は、
入力端がセンサシステム１におけるグリッド電圧センサ１０１の第１出力端に接続され、グリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆに対して１回目のアナログデジタル変換を行い、第１デジタル信号を取得する第１アナログデジタル変換モジュールＡＤ１と、
入力端が第１アナログデジタル変換モジュールＡＤ１の第１出力端に接続され、第１デジタル信号に対してデジタル処理を行い、グリッドＵの電圧位相φを取得する位相同期ループ２０１と、
入力端がセンサシステム１における入力電圧センサ１０２の出力端に接続され、入力電源Ｕｉｎの入力電圧フィードバック信号Ｕｉｎｆに対して２回目のアナログデジタル変換を行い、第２デジタル信号を取得する第２アナログデジタル変換モジュールＡＤ２と、
第１入力端が位相同期ループ２０１の第１出力端に接続され、第２入力端が第１アナログデジタル変換モジュールＡＤ１の第１出力端に接続され、第１デジタル信号とグリッドＵの電圧位相φに基づいて、第１電流基準信号の計算を行い、第１電流基準デジタル信号を取得する第１電流基準計算モジュール２０２と、
入力端が前記第１電流基準計算モジュールの出力端に接続され、前記第１電流の基準デジタル信号に対して１回目のデジタルアナログ変換を行い、第１電流基準信号を取得する第１デジタルアナログ変換モジュールと、
入力端が第１電流基準計算モジュール２０２の出力端に接続され、第１電流の基準デジタル信号に対して１回目のデジタルアナログ変換を行い、第１電流基準信号ｉｒｅｆ１を取得する第１デジタルアナログ変換モジュールＤＡ１であって、第１電流基準信号ｉｒｅｆ１は、
を満たす
第１デジタルアナログ変換モジュールＤＡ１と、
第１入力端が位相同期ループ２０１の第２出力端に接続され、第２入力端が第１アナログデジタル変換モジュールＡＤ１の第３出力端に接続され、第３入力端が第２アナログデジタル変換モジュールＡＤ２の出力端に接続され、グリッドＵの電圧位相φ、第１デジタル信号と第２デジタル信号に基づいて、第２電流基準信号の計算を行い、第２基準デジタル信号を取得する第２電流基準計算モジュール２０３と、
入力端が第２電流基準計算モジュール２０３の出力端に接続され、第２基準デジタル信号に対して２回目のデジタルアナログ変換を行い、第２電流基準信号ｉｒｅｆ２を取得する第２デジタルアナログ変換モジュールＤＡ２であって、第２電流基準信号ｉｒｅｆ２は、
を満たす
第２デジタルアナログ変換モジュールＤＡ２とを含み、
駆動回路４は、第１駆動回路４０１と、第２駆動回路４０２と、第３駆動回路４０３と、第４駆動回路４０４とをさらに含み、それらの出力端がそれぞれ第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４に接続される。
そのうち、制御回路３は、
第１入力端がセンサシステム１におけるグリッド電圧センサ１０１の第２出力端に接続され、第２入力端がセンサシステム１における入力電圧センサ１０２の第２出力端に接続され、入力電源Ｕｉｎにおける入力電圧フィードバック信号ＵｉｎｆとグリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆとを比較し、第１モード選択信号を取得する第１コンパレータ３０１と、
入力端がセンサシステム１におけるグリッド電圧センサ１０１の第３出力端に接続され、グリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆとグランドとを比較し、第２モード選択信号を取得する第２コンパレータ３０２と、
入力端が第１コンパレータ３０１の第１出力端に接続され、第３モード選択信号を取得する第１位相反転器３０３と、
入力端が第２コンパレータ３０２の第１出力端に接続され、第４モード選択信号を取得する第２位相反転器３０４と、
第１入力端が第１デジタルアナログ変換モジュールＤＡ１の出力端に接続され、第２入力端が第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した出力端に接続され、第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆと第１電流基準信号ｉｒｅｆ１に対して１回目の電流調節を行い、第１高周波スイッチング信号を取得する第１電流調節器３０５と、
第１入力端が第２デジタルアナログ変換モジュールＤＡ２の出力端に接続され、第２入力端が第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した出力端に接続され、第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆと第２電流基準信号ｉｒｅｆ２に対して２回目の電流調節を行い、第２高周波スイッチング信号を取得する第２電流調節器３０６と、
入力端が第２電流調節器３０６の第１出力端に接続され、第３高周波スイッチング信号を取得する第３位相反転器３０７と、
第１入力端が第１コンパレータ３０１の第２出力端に接続され、第２入力端が第２コンパレータ３０２の第２出力端に接続され、第１モード選択信号と第２モード選択信号に基づいて、第５モード選択信号を取得する第１ＡＮＤゲート３０８と、
第１入力端が第１位相反転器３０３の出力端に接続され、第２入力端が第２コンパレータ３０２の第３出力端に接続され、第２モード選択信号と第３モード選択信号に基づいて、第６モード選択信号を取得する第２ＡＮＤゲート３０９と、
第１入力端が第２電流調節器３０６の第２出力端に接続され、第２入力端が第２位相反転器３０４の出力端に接続され、第２高周波スイッチング信号と前記第２モード選択信号に基づいて、第４高周波スイッチング信号を取得する第３ＡＮＤゲート３１０と、
第１入力端が第３位相反転器３０７の出力端に接続され、第２入力端が第２ＡＮＤゲート３０９の出力端に接続され、第６モード選択信号と第３高周波スイッチング信号に基づいて、第５高周波スイッチング信号を取得する第４ＡＮＤゲート３１１と、
第１入力端が第４ＡＮＤゲート３１１の出力端に接続され、第２入力端が第３ＡＮＤゲート３１０の出力端に接続され、第４高周波スイッチング信号と第５高周波スイッチング信号に基づいて、第６高周波スイッチング信号を取得する第１ＯＲゲート３１２と、
第１入力端が第１ＯＲゲート３１２の第１出力端に接続され、第２入力端が第１ＡＮＤゲート３０８の第１出力端に接続され、第５モード選択信号と第６高周波スイッチング信号に基づいて、第３スイッチＳ３を制御する第３スイッチ論理信号Ｏ３を取得し、且つ駆動回路４における第３駆動回路４０に伝送する第２ＯＲゲート３１３と、
第１入力端が第１ＡＮＤゲート３０８の第２出力端に接続され、第２入力端が第１電流調節器３０５の出力端に接続され、第５モード選択信号と第１高周波スイッチング信号に基づいて、第７高周波スイッチング信号を取得する第５ＡＮＤゲート３１４と、
第１入力端が第５ＡＮＤゲート３１４の出力端に接続され、第２入力端が第２ＯＲゲート３１３の第２出力端に接続され、第７高周波スイッチング信号と第３スイッチＳ３の第３スイッチ論理信号Ｏ３に基づいて、第１スイッチＳ１を制御する第１スイッチ論理信号Ｏ１を取得し、且つ駆動回路４における第１駆動回路４０１に伝送する第３ＯＲゲート３１５と、
入力端が第３ＯＲゲート３１５の第２出力端に接続され、第１スイッチＳ１の第１スイッチ論理信号Ｏ１に基づいて、第２スイッチＳ２を制御する第２スイッチ論理信号Ｏ２を取得し、且つ駆動回路４における第２駆動回路４０２に伝送する第４位相反転器３１６と、
入力端が第１ＡＮＤゲート３０８の第３出力端に接続され、第７モード選択信号を取得する第５位相反転器３１７と、
入力端が第１ＯＲゲート３１２の第２出力端に接続され、第８高周波スイッチング信号を取得する第６位相反転器３１８と、
第１入力端が第５位相反転器３１７の出力端に接続され、第２入力端が第６位相反転器３１８の出力端に接続され、出力端が駆動回路４における第４駆動回路４０４入力端に接続され、第７モード選択信号と第８高周波スイッチング信号に基づいて、第４スイッチＳ４を制御する第４スイッチ論理信号Ｏ４を取得し、且つ前記駆動回路４における第４駆動回路４０４に伝送する第６ＡＮＤゲート３１９とを含む。
本実施例では、第１電流調節器３０５と第２電流調節器３０６は、ＰＩ制御、ヒステリシス制御又は比例共振制御のいずれかを採用する。
本発明は、昇降圧インバータに基づいて実現される降圧インバータ制御方法をさらに提供し、この降圧インバータ制御方法は、以下のステップを含む。
ステップ１：センサシステム１は、入力電圧Ｕｉｎとグリッドの電圧ｕｇをリアルタイムに監視し、且つ入力電圧Ｕｉｎとグリッドの電圧ｕｇの大きささに対して１回目の判定を行い、入力電源Ｕｉｎの電圧がグリッドＵの電圧よりも大きいか、それとも小さいかを判定し、
そのうち、入力電圧Ｕｉｎとグリッドの電圧ｕｇの大きささに対して１回目の判定を行うことは、
入力電源Ｕｉｎの入力電圧フィードバック信号ＵｉｎｆとグリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆの大きささを判定するステップ１．１と、
入力電源Ｕｉｎの入力電圧フィードバック信号ＵｉｎｆとグリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆの大きささに基づいて、入力電源Ｕｉｎ電圧がグリッドＵの電圧よりも大きいか、それとも小さいかを判定するステップ１．２とを含む。
ステップ２：センサシステムは、グリッドの電圧ｕｇをリアルタイムに監視し、且つグリッドの電圧ｕｇの商用周波数周期に対して２回目の判定を行い、グリッドの電圧ｕｇの商用周波数周期が正の半周期であるか、それとも負の半周期であるかを判定し、
そのうち、グリッドの電圧ｕｇの商用周波数周期に対して２回目の判定を行うことは、
グリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆの正負値を判定するステップ２．１と、
グリッドＵのグリッド電圧フィードバック信号ｕｇｆの正負値に基づいて、グリッドＵの電圧の商用周波数周期が正の半周期であるか、それとも負の半周期であるかを判定するステップ２．２とを含む。
ステップ３：グリッドＵの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電源Ｕｉｎの電圧がグリッドＵの電圧よりも大きい場合、制御駆動ユニットは、第１スイッチＳ１及び／又は第２スイッチＳ２を調整して、第１閉回路及び／又は第１還流回路を導通させることで、第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆを第１基準電流ｉｒｅｆ１に追跡させ、グリッドの電流調節を完了し、
そのうち、駆動ユニットがこのインバータの第１スイッチＳ１及び／又は第２スイッチＳ２を調整することは、
制御駆動ユニットが、第４スイッチＳ４を切断し、第３スイッチＳ３を投入するように調整し、第２還流回路をオフにするステップ３．１と、
センサシステム１における第１電流センサ１０３と第２電流センサ１０４によってそれぞれリアルタイムに収集された第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆを、ＤＳＰ ２によって生成された第１電流基準信号ｉｒｅｆ１と比較するステップ３．２と、
第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆが第１電流基準信号ｉｒｅｆ１よりも小さい場合、制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタＳ１を導通させるように調整し、第１閉回路を導通させ、入力電源が、第１閉回路によって、フィルタインダクタＬｇの電流を増加させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ３．３と、
第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆが第１電流基準信号ｉｒｅｆ１よりも大きい場合、制御駆動ユニットが、第１スイッチトランジスタＳ１をオフにするように調整し、第１還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタＬｇの電流が減小し、グリッドの電流調節を完了するステップ３．４とを含む。
ステップ４：グリッドＵの電圧の商用周波数周期が負の半周期であり又はグリッドＵの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電源Ｕｉｎ電圧がグリッドＵの電圧よりも小さい場合、制御駆動ユニットが、この第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３及び／又は第４スイッチＳ４を調整して、第１閉回路及び／又は第２還流回路を導通させることで、第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆを第２基準電流ｉｒｅｆ２に追跡させ、グリッドの電流調節を完了する。
そのうち、制御駆動ユニットがこのインバータの第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３及び／又は第４スイッチＳ４を調整することは、
このインバータの作動モードに対して２回目の判定を行い、このインバータの作動モードが昇圧モードであるか、昇降圧モードであるかを判定するステップ４．１と、
センサシステム１における第１電流センサ１０３と第２電流センサ１０４によってそれぞれリアルタイムに収集された第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆをＤＳＰ ２によって生成された第２電流基準信号ｉｒｅｆ２と比較するステップ４．２と、
グリッドＵの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電源Ｕｉｎの電圧がグリッドＵの電圧よりも小さい場合、このインバータの作動モードが昇圧モードであり、前記制御駆動ユニットが、すべてのスイッチを高周波スイッチングにするように調整するステップ４．３と、
第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆが第２電流基準信号ｉｒｅｆ２よりも大きい場合、制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタＳ１と第３スイッチトランジスタＳ３を導通させるように調整し、第１閉回路を導通させ、入力電源が、第１閉回路によって、フィルタインダクタＬｇの電流を減小させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．４と、
第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆが第２電流基準信号ｉｒｅｆ２よりも小さい場合、制御駆動ユニットが、第１スイッチトランジスタＳ１と第３スイッチトランジスタＳ３をオフにするように調整し、第２還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタＬｇの電流が増加し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．５と、
グリッドＵの電圧の商用周波数周期が負の半周期である場合、このインバータの作動モードが昇降圧モードであり、制御駆動ユニットが、すべてのスイッチを高周波スイッチングにするように調整するステップ４．６と、
第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆが前記第２電流基準信号ｉｒｅｆ２よりも小さい場合、制御駆動ユニットが、第１スイッチトランジスタＳ１と第３スイッチトランジスタＳ３を導通させるように調整し、第１閉回路を導通させ、入力電源Ｕｉｎが、第１閉回路によって、フィルタインダクタＬｇの電流を負方向に減小させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．７と、
第１電流フィードバック信号ｉＬ１ｆと第２電流フィードバック信号ｉＬ２ｆとを減算した信号ｉＬｆが第２電流基準信号ｉｒｅｆ２よりも大きい場合、制御駆動ユニットが、第１スイッチトランジスタＳ１と第３スイッチトランジスタＳ３をオフにするように調整し、第２還流回路を導通させ、フィルタインダクタＬｇの電流が負方向に増加し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．８とを含む。
本発明の作動原理は、以下のとおりである。
センサシステムは、入力電圧とグリッドの電圧をリアルタイムに監視し、且つ前記入力電圧とグリッドの電圧の大きささに対して１回目の判定を行い、前記入力電圧がグリッドの電圧よりも大きいか、それとも小さいかを判定する。センサシステムは、グリッドの電圧をリアルタイムに監視し、且つ前記グリッドの電圧の商用周波数周期に対して２回目の判定を行い、前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であるか、それとも負の半周期であるか判定する。グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも大きい場合、制御駆動ユニットは、このインバータの第１スイッチ及び／又は第２スイッチを調整して、第１閉回路及び／又は第１還流回路を導通させることで、第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号を第１電流基準信号に追跡させ、グリッドの電流調節を完了する。グリッドの電圧の商用周波数周期が負の半周期であり又はグリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも小さい場合、制御駆動ユニットは、このインバータの第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ及び／又は第４スイッチを調整して、第１閉回路及び／又は第２還流回路を導通させることで、第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号を第２電流基準信号に追跡させ、グリッドの電流調節を完了する。
以上のように、本発明の昇降圧インバータ及びその制御方法は、従来の光起電力インバータの昇降圧の変換効率が低い問題を解決し、コモンモードリーク電流現象を解消し、昇降圧の変換を実現し、光起電力インバータシステムの変換効率を高める。
以上は、本願の実施例に過ぎず、本願の保護範囲を限定するためのものではない。本願の精神と範囲内で行われたすべての修正、同等の置換及び改良などは、本願の保護範囲内に含まれる。

Claims (10)

  1. 昇降圧インバータであって、
    負極がグリッドの負極に接続され、且つ負極とグリッドの負極が共通に接地される入力電源と、
    フィルタインダクタと、ダンピング抵抗器と、フィルタコンデンサとを含み、フィルタインダクタの第１端がグリッドの正極に接続され、ダンピング抵抗器の第１端がそれぞれ第２スイッチの第２端とグリッドの負極に接続され、ダンピング抵抗器の第２端がフィルタコンデンサの第１端に接続されるフィルタユニットと、
    一次巻線と二次巻線とを含む結合インダクタであって、一次巻線の第１端がそれぞれフィルタインダクタの第２端、フィルタコンデンサの第２端と結合インダクタの二次巻線の第４端に接続され、第２端がそれぞれ第３スイッチ、第１スイッチを介して前記入力電源の正極に接続され、前記結合インダクタの一次巻線と、グリッドと、フィルタユニットと、前記入力電源と、前記第３スイッチと、前記第１スイッチとで第１閉回路が構成され、前記結合インダクタの一次巻線と、グリッドと、フィルタユニットと、前記第３スイッチと、第２スイッチとで第１還流回路が構成され、
    結合インダクタの二次巻線の第３端がそれぞれ第４スイッチ、前記第２スイッチを介してグリッドの負極に接続され、前記結合インダクタの二次巻線と、グリッドと、前記フィルタユニットと、前記第４スイッチと、前記第２スイッチとで、第２還流回路が構成される結合インダクタと、
    入力端がそれぞれグリッド、入力電源、前記結合インダクタの一次巻線と前記結合インダクタの二次巻線に接続され、出力端がそれぞれ前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチと前記第４スイッチに接続され、それぞれ各スイッチのスイッチングを駆動制御し、各閉回路を連通させ、さらにグリッドの電流の調節を完了させるために用いられる制御駆動ユニットとを含む、ことを特徴とする昇降圧インバータ。
  2. 前記制御駆動ユニットは、
    入力端がそれぞれグリッド、入力電源、前記結合インダクタの一次巻線と前記結合インダクタの二次巻線に接続され、それぞれグリッドのグリッド電圧フィードバック信号、入力電源の電圧フィードバック信号、前記結合インダクタの一次巻線の第１電流フィードバック信号と前記結合インダクタの二次巻線の第２電流フィードバック信号を収集するセンサシステムと、
    入力端が前記センサシステムの第１出力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号に対して電圧信号の処理を行い、且つそれぞれ前記第１電流基準信号と前記第２電流基準信号を生成するＤＳＰと、
    第１入力端が前記ＤＳＰの出力端に接続され、第２入力端が前記センサシステムの出力端に接続され、前記第１電流基準信号、前記第２電流基準信号、及び前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号に基づいて、電流の比較制御を行い、第１スイッチ論理信号、第２スイッチ論理信号、第３スイッチ論理信号と第４スイッチ論理信号をそれぞれを生成する制御回路と、
    入力端が前記制御回路の出力端に接続され、出力端がそれぞれ前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチと前記第４スイッチに接続され、それぞれ前記第１スイッチ論理信号、前記第２スイッチ論理信号、前記第３スイッチ論理信号と前記第４スイッチ論理信号に応じて、第１駆動信号、第２駆動信号、第３駆動信号と第４駆動信号を生成することで、各スイッチのスイッチングを駆動する駆動回路とをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の昇降圧インバータ。
  3. 前記センサシステムは、
    入力端がグリッドに接続され、第１出力端が前記ＤＳＰの入力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号を収集し且つ前記ＤＳＰに伝送するために用いられるグリッド電圧センサと、
    入力端が前記入力電源に接続され、第１出力端が前記ＤＳＰの入力端に接続され、前記入力電源の電圧フィードバック信号を収集し且つ前記ＤＳＰに伝送するために用いられる入力電圧センサと、
    入力端が一次巻線に接続され、出力端が前記制御回路の第２入力端に接続され、前記第１電流フィードバック信号を収集し、且つ前記制御回路に伝送するために用いられる第１電流センサと、
    入力端が二次巻線に接続され、出力端が前記制御回路の第２入力端に接続され、前記第２電流フィードバック信号を収集し、且つ前記制御回路に伝送するために用いられる第２電流センサとを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の昇降圧インバータ。
  4. 前記ＤＳＰは、
    入力端が前記グリッド電圧センサの第１出力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号に対して１回目のアナログデジタル変換を行い、第１デジタル信号を取得する第１アナログデジタル変換モジュールと、
    入力端が前記第１アナログデジタル変換モジュールの第１出力端に接続され、前記第１デジタル信号に対してデジタル処理を行い、グリッドの電圧位相を取得する位相同期ループと、
    入力端が前記入力電圧センサの出力端に接続され、前記入力電圧フィードバック信号に対して２回目のアナログデジタル変換を行い、第２デジタル信号を取得する第２アナログデジタル変換モジュールと、
    第１入力端が前記位相同期ループの第１出力端に接続され、第２入力端が前記第１アナログデジタル変換モジュールの第２出力端に接続され、前記第１デジタル信号と前記電圧位相に基づいて、第１電流基準信号の計算を行い、第１電流基準デジタル信号を取得する第１電流基準計算モジュールと、
    入力端が前記第１電流基準計算モジュールの出力端に接続され、前記第１電流の基準デジタル信号に対して１回目のデジタルアナログ変換を行い、第１電流基準信号を取得する第１デジタルアナログ変換モジュールと、
    第１入力端が前記位相同期ループの第２出力端に接続され、第２入力端が前記第１アナログデジタル変換モジュールの第３出力端に接続され、第３入力端が前記第２アナログデジタル変換モジュールの出力端に接続され、前記電圧位相、前記第１デジタル信号と前記第２デジタル信号に基づいて、第２電流基準信号の計算を行い、第２基準デジタル信号を取得する第２電流基準計算モジュールと、
    入力端が前記第２電流基準計算モジュールの出力端に接続され、前記第２基準デジタル信号に対して２回目のデジタルアナログ変換を行い、第２電流基準信号を取得する第２デジタルアナログ変換モジュールとを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の昇降圧インバータ。
  5. 前記駆動回路は、第１駆動回路と、第２駆動回路と、第３駆動回路と、第４駆動回路とをさらに含み、その出力端がそれぞれ前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチと前記第４スイッチに接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の昇降圧インバータ。
  6. 前記制御回路は、
    第１入力端が前記グリッド電圧センサの第２出力端に接続され、第２入力端が前記入力電圧センサの第２出力端に接続され、前記入力電圧フィードバック信号と前記グリッド電圧フィードバック信号とを比較し、第１モード選択信号を取得する第１コンパレータと、
    入力端が前記グリッド電圧センサの第３出力端に接続され、前記グリッド電圧フィードバック信号とグランドとを比較し、第２モード選択信号を取得する第２コンパレータと、
    入力端が前記第１コンパレータの第１出力端に接続され、第３モード選択信号を取得する第１位相反転器と、
    入力端が前記第２コンパレータの第１出力端に接続され、第４モード選択信号を取得する第２位相反転器と、
    第１入力端が第１デジタルアナログ変換モジュールの出力端に接続され、第２入力端が前記第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した出力端に接続され、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号と前記第１電流基準信号に対して１回目の電流調節を行い、第１高周波スイッチング信号を取得する第１電流調節器と、
    第１入力端が第２デジタルアナログ変換モジュールの出力端に接続され、第２入力端が前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した出力端に接続され、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号と前記第２電流基準信号に対して２回目の電流調節を行い、第２高周波スイッチング信号を取得する第２電流調節器と、
    入力端が前記第２電流調節器の第１出力端に接続され、第３高周波スイッチング信号を取得する第３位相反転器と、
    第１入力端が前記第１コンパレータの第２出力端に接続され、第２入力端が前記第２コンパレータの第２出力端に接続され、第１モード選択信号と第２モード選択信号に基づいて、第５モード選択信号を取得する第１ＡＮＤゲートと、
    第１入力端が前記第１位相反転器の出力端に接続され、第２入力端が前記第２コンパレータの第３出力端に接続され、第２モード選択信号と第３モード選択信号に基づいて、第６モード選択信号を取得する第２ＡＮＤゲートと、
    第１入力端が前記第２電流調節器の第２出力端に接続され、第２入力端が前記第２位相反転器の出力端に接続され、前記第２高周波スイッチング信号と前記第２モード選択信号に基づいて、第４高周波スイッチング信号を取得する第３ＡＮＤゲートと、
    第１入力端が前記第３位相反転器の出力端に接続され、第２入力端が前記第２ＡＮＤゲートの出力端に接続され、前記第６モード選択信号と前記第３高周波スイッチング信号に基づいて、第５高周波スイッチング信号を取得する第４ＡＮＤゲートと、
    第１入力端が前記第４ＡＮＤゲートの出力端に接続され、第２入力端が前記第３ＡＮＤゲートの出力端に接続され、第４高周波スイッチング信号と第５高周波スイッチング信号に基づいて、第６高周波スイッチング信号を取得する第１ＯＲゲートと、
    第１入力端が前記第１ＯＲゲートの第１出力端に接続され、第２入力端が前記第１ＡＮＤゲートの第１出力端に接続され、前記第５モード選択信号と前記第６高周波スイッチング信号に基づいて、第３スイッチ論理信号を取得し、且つ第３駆動回路に伝送する第２ＯＲゲートと、
    第１入力端が前記第１ＡＮＤゲートの第２出力端に接続され、第２入力端が前記第１電流調節器の出力端に接続され、前記第５モード選択信号と前記第１高周波スイッチング信号に基づいて、第７高周波スイッチング信号を取得する第５ＡＮＤゲートと、
    第１入力端が前記第５ＡＮＤゲートの出力端に接続され、第２入力端が前記第２ＯＲゲートの第２出力端に接続され、前記第７高周波スイッチング信号と前記第３スイッチ論理信号に基づいて、第１スイッチ論理信号を取得し、且つ第１駆動回路に伝送する第３ＯＲゲートと、
    入力端が前記第３ＯＲゲートの第２出力端に接続され、前記第１スイッチ論理信号に基づいて、第２スイッチ論理信号を取得し、且つ第２駆動回路に伝送する第４位相反転器と、
    入力端が前記第１ＡＮＤゲートの第３出力端に接続され、第７モード選択信号を取得する第５位相反転器と、
    入力端が前記第１ＯＲゲートの第２出力端に接続され、第８高周波スイッチング信号を取得する第６位相反転器と、
    第１入力端が前記第５インバータの出力端に接続され、第２入力端が前記第６インバータの出力端に接続され、出力端が第４駆動回路入力端に接続され、前記第７モード選択信号と前記第８高周波スイッチング信号に基づいて、第４スイッチ論理信号を取得し、且つ前記第４駆動回路に伝送する第６ＡＮＤゲートとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の昇降圧インバータ。
  7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の昇降圧インバータに基づいて実現される昇降圧インバータ制御方法であって、
    センサシステムが入力電圧とグリッドの電圧をリアルタイムに監視し、且つ前記入力電圧とグリッドの電圧の大きささに対して１回目の判定を行い、前記入力電圧がグリッドの電圧よりも大きいか、それとも小さいかを判定するステップ１と、
    センサシステムがグリッドの電圧をリアルタイムに監視し、且つ前記グリッドの電圧の商用周波数周期に対して２回目の判定を行い、前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期又は負の半周期であると判定するステップ２と、
    前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも大きさい場合、制御駆動ユニットは、第１スイッチ及び／又は第２スイッチを調整して、第１閉回路及び／又は第１還流回路を導通させることで、第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号を第１基準電流に追跡させ、グリッドの電流調節を完了するステップ３と、
    前記グリッドの電圧の商用周波数周期が負の半周期であり又は前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットは、該第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ及び／又は第４スイッチを調整して、第１閉回路及び／又は第２還流回路を導通させることで、前記第１電流フィードバック信号と前記第２電流フィードバック信号とを減算した信号を第２基準電流に追跡させ、グリッドの電流調節を完了するステップ４とを含む、昇降圧インバータ制御方法。
  8. 前記駆動ユニットが第１スイッチ及び／又は第２スイッチを調整することは、
    前記制御駆動ユニットが、前記第４スイッチを切断し、第３スイッチを投入するように調整し、前記第２還流回路をオフにするステップ３．１と、
    第１センサと第２電流センサによってそれぞれリアルタイムに収集された第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した後、ＤＳＰによって生成された第１電流基準信号と比較するステップ３．２と、
    第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第１電流基準信号よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタを導通させるように調整し、前記第１閉回路を導通させ、入力電源が、前記第１閉回路によって、フィルタインダクタの電流を増加させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ３．３と、
    第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第１電流基準信号よりも大きさい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタをオフにするように調整し、前記第１還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタの電流が減小し、グリッドの電流調節を完了するステップ３．４とを含む、ことを特徴とする請求項７に記載の昇降圧インバータ制御方法。
  9. 前記制御駆動ユニットが第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ及び／又は第４スイッチを調整することは、
    該インバータの作動モードに対して２回目の判定を行い、該インバータの作動モードが昇圧モードであるか、昇降圧モードであるかを判定するステップ４．１と、
    第１電流センサと第２電流センサによってそれぞれリアルタイムに収集された第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号をＤＳＰによって生成された第２電流基準信号と比較するステップ４．２と、
    前記グリッドの電圧の商用周波数周期が正の半周期であり且つ入力電圧がグリッドの電圧よりも小さい場合、該インバータの作動モードが昇圧モードであり、前記制御駆動ユニットが、すべてのスイッチを高周波スイッチングにするように調整するステップ４．３と、
    第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも大きさい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタを導通させるように調整し、前記第１閉回路を導通させ、入力電源が、前記第１閉回路によって、フィルタインダクタの電流を減小させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．４と、
    第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットが前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタをオフにするように調整し、前記第２還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタの電流が増加し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．５と、
    前記グリッドの電圧の商用周波数周期が負の半周期である場合、該インバータの作動モードが昇降圧モードであり、前記制御駆動ユニットが、すべてのスイッチを高周波スイッチングにするように調整するステップ４．６と、
    第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも小さい場合、前記制御駆動ユニットが、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタを導通させるように調整し、前記第１閉回路を導通させ、入力電源が、前記第１閉回路によって、フィルタインダクタの電流を負方向に減小させるように調節し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．７と、
    第１電流フィードバック信号と第２電流フィードバック信号とを減算した信号が前記第２電流基準信号よりも大きさい場合、前記制御駆動ユニットは、前記第１スイッチトランジスタと第３スイッチトランジスタをオフにするように調整し、前記第２還流回路を導通させ、前記フィルタインダクタの電流が負方向に増加し、グリッドの電流調節を完了するステップ４．８とを含む、ことを特徴とする請求項７に記載の昇降圧インバータ制御方法。
  10. 第３スイッチと第４スイッチは、正逆電圧に耐えられるデバイスである、ことを特徴とする請求項７に記載の昇降圧インバータ制御方法。
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