一种单相电流型AC/DC/AC变换器及其调制方法与流程

本发明涉及电路拓扑及其调制技术，更具体地，涉及一种单相电流型AC/DC/AC变换器及其调制方法。

背景技术：

单相AC/DC/AC变换器可以提供幅值和频率可变的输出电压，目前已广泛的应用于线路电压调整器、有源滤波器、不间断电源、有功功率补偿器等场合中。然而，单相电压型/电流型变换器中存在的二次脉动功率，会对其直流母线电压/电流造成显著的低频波动，特别是在电源和负载的瞬时功率极度不同步时，低频波动更加严重。这会造成系统输入、输出性能下降以及元器件寿命缩短。因此，处理好输入输出端瞬时功率的不平衡，消除二次脉动功率对系统的影响至关重要。

采用大幅度增加无源器件的容量来缓和系统中的二次脉动功率的无源解耦技术虽然简单，但是却增加了系统的成本、降低了系统的功率密度，并且，不利于装置的模块化设计。另一方面，大容量的电解电容的使用还会限制系统的寿命，降低系统的可靠性。

从控制技术的角度出发，尽量实现电源功率和负载功率之间的同步，是减小直流滤波器件体积的一种可行方法。目前，该方法已经在多种电路拓扑中实现，例如：二级管整流型单相交流电源、单相到单相半桥变换器、单相到单相全桥变换器、六开关AC/DC/AC电压源变换器、六开关AC/AC电流源变换器、单相多级固态变压器系统等。虽然功率同步控制能够减小直流滤波电容的体积，但它要求电源与负载的频率和相位必须严格一致，这会限制变换器的应用范围。因为很多情况中，如风扇的速度控制、感应电动机驱动、感应加热等，输出电压的频率和相位由负载决定。

另外一种解决方案是被广泛运用在单相整流器或逆变器中的有源解耦技术。它的基本思路是通过开关装置将二次脉动功率转移到额外的小电容来避免二次脉动功率的不利影响，不存在无源解耦技术功率密度低、寿命受限等缺点，因而得到广泛的关注和研究。针对电流型AC/DC/AC变换器，目前的有源解耦方法的思路是在电源端和负载端同时增加一组桥臂和一个解耦电容来分别缓冲二次脉动功率。这类解耦方法需要额外增加三分之一的半导体装置，增加了系统的成本，控制和调制也变得更加复杂，且不可避免的降低了系统的效率。

技术实现要素：

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的能够有效降低成本、提高系统的运行效率和功率密度、扩宽输出电压范围的单相电流型AC/DC/AC变换器及其调制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种单相电流型AC/DC/AC变换器，包括输入电源部分，以及与通过控制IGBT功率器件通/断而实现整流和逆变功能的开关桥臂并联到所述输入电源部分中的缓冲滤波电路，所述开关桥臂中连接有输出和负载电路。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于调制单相电流型AC/DC/AC变换器的方法，包括以下步骤：

ST1、通过控制变换器的开关桥臂的IGBT功率器件的通/断状态，得到变换器不同的运行状态及与运行状态一一对应的电流矢量；

ST2、根据所需要合成的输入、输出参考电流将笛卡尔空间划分成不同的矢量扇区；

ST3、根据所述参考电流得到笛卡尔空间坐标系下的参考电流矢量

ST4、根据所述参考电流矢量I_ref所在的矢量扇区，计算所对应的电流矢量的占空比，以控制对应的运行状态的导通时间。

本申请的有益效果主要如下：

(1)通过开关桥臂的复用实现变换器整流和逆变的功能，减少了器件的使用，能够有效降低成本；

(2)非对称H桥电路能够有效的缓冲输入与输出功率之间的差额功率，使母线电流始终保持恒定；

(3)在缓冲滤波电路中，非对称H桥电路串联有直流滤波电感，能够有效滤除直流母线上由于高频开关产生的纹波电流，保证母线电流的稳定和平滑。同时，非对称H桥电路能够有效的减小直流滤波电感的体积，提高系统的功率密度；

(4)所需要合成的输入、输出参考电流对应的参考电流矢量，通过相关的不同运行状态对应的电流矢量与一个零矢量合成，即可实现对系统期望输入、输出电流控制信号的调制，通过合理选择零矢量，减少了开关桥臂中IGBT功率器件的通/断次数，提高了系统效率。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种单相电流型AC/DC/AC变换器的结构示意图；

图2a为根据本发明实施例的一种单相电流型AC/DC/AC变换器的不同运行状态示意图；

图2b为根据本发明实施例的一种单相电流型AC/DC/AC变换器的不同运行状态示意图；

图3为根据本发明实施例的一种单相电流型AC/DC/AC变换器的系统控制框图；

图4为根据本发明实施例的一种用于调制单相电流型AC/DC/AC变换器的方法的矢量扇区划分示意图；

图5为根据本发明实施例的单相输入电源和负载同频(50Hz)同相时，变换器的实验波形图。

图6为根据本发明实施例的在单相输入电源和负载频率相同(50Hz)相位相差90度时，变换器的实验波形图。

图7为根据本发明实施例的在单相输入电源频率为50Hz而负载频率为40Hz时，变换器的实验波形图。

图8为根据本发明实施例的在单相输入电源频率为50Hz而负载频率为60Hz时，变换器的实验波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1所示，一种单相电流型AC/DC/AC变换器，其包括输入电源部分1，以及并联在输入电源部分1上的开关桥臂2和缓冲滤波电路3。开关桥臂2通过控制IGBT功率器件的通/断以实现整流和逆变功能，缓冲滤波电路3能够有效的缓冲输入与输出功率之间的差额功率。具体的，IGBT功率器件为绝缘栅双极型晶体管功率器件。

开关桥臂2能够同时实现整流和逆变功能，能够有效的减少开关器件的使用数量，节约成本。同时，采用开关桥臂2集中控制的形式，不仅简化了电路，也能够简化控制方式。

缓冲滤波电路3能够缓冲输入与输出功率之间的差额功率，有效的提高了系统的功率密度。

在开关桥臂2上连接有输出和负载电路4。输出和负载电路4直接与开关桥臂2相连，便于开关桥臂2对负载的直接有效控制。

开关桥臂2包括依次并联的子开关桥臂A、子开关桥臂B和子开关桥臂C。开关桥臂2由三个子开关桥臂依次并联组成，各子开关桥臂间能够分别控制，以组成不同的电路，实现不同的运行状态。同时，由三个子开关桥臂依次并联，能够实现多种不同的电路及运行状态，使变换器只通过开关桥臂2的控制调整，便能够实现整流和逆变的功能。

子开关桥臂A、子开关桥臂B和子开关桥臂C具有相同结构。每一个子开关桥臂包括依次串联的两个开关单元，每一个开关单元包括依次串联的IGBT功率器件和二极管。

子开关桥臂A包括依次串联的第一开关单元和第二开关单元。第一开关单元包括串联的第一IGBT功率器件S1和第一二极管D1。第一二极管D1的负极与子开关桥臂B和子开关桥臂C的一端相连，第一二极管D1的正极与第一IGBT功率器件S1的发射极相连，第一IGBT功率器件S1的集电极与第二开关单元相连。第二开关单元包括串联的第二IGBT功率器件S2和第二二极管D2。第二二极管D2的负极与第一开关单元中第一IGBT功率器件S1的集电极相连，第二二极管D2的正极与第二IGBT功率器件S2的发射极相连，第二IGBT功率器件S2的集电极与子开关桥臂B和子开关桥臂C的另一端相连。

子开关桥臂B包括依次串联的第三开关单元和第四开关单元。第三开关单元包括串联的第三IGBT功率器件S3和第三二极管D3。第三二极管D3的负极与子开关桥臂A中第一二极管D1的负极相连，也同时与子开关桥臂C的一端相连，第三二极管D3的正极与第三IGBT功率器件S3的发射极相连，第三IGBT功率器件S3的集电极与第四开关单元相连。第四开关单元包括串联的第四IGBT功率器件S4和第四二极管D4。第四二极管D4的负极与第三开关单元中第三IGBT功率器件S3的集电极相连，第四二极管D4的正极与第四IGBT功率器件S4的发射极相连，第四IGBT功率器件S4的集电极与子开关桥臂A中第二IGBT功率器件S2的集电极相连，也同时与子开关桥臂C的另一端相连。

子开关桥臂C包括依次串联的第五开关单元和第六开关单元。第五开关单元包括串联的第五IGBT功率器件S5和第五二极管D5。第五二极管D5的负极与子开关桥臂A中第一二极管D1的负极相连，也同时与子开关桥臂B中第三二极管D3的负极相连，第五二极管D5的正极与第五IGBT功率器件S5的发射极相连；第五IGBT功率器件S5的集电极与第六开关单元相连。第六开关单元包括串联的第六IGBT功率器件S6和第六二极管D6。第六二极管D6的负极与第五开关单元中第五IGBT功率器件S5的集电极相连，第六二极管D6的正极与第六IGBT功率器件S6的发射极相连；第六IGBT功率器件S6的集电极与子开关桥臂A中第二IGBT功率器件S2的集电极相连，也同时与子开关桥臂B中第四IGBT功率器件S4的集电极相连。

开关桥臂2的结构简单，连接方式简便。开关桥臂2中的各子开关桥臂并联连接，并且，各子开关桥臂的结构完全相同，在实现整流和逆变功能的基础上，不仅简化了电路结构，也便于控制。参见图2a和图2b所示，通过控制开关桥臂2中不同开关单元的通/断，能够形成不同的电路，得到不同的运行状态。通过控制不同开关单元中IGBT功率器件的通/断，能够得到九种不同的运行状态，各IGBT功率器件的通/断状态与运行状态的对应关系，具体如下：

运行状态1(100100)，第一IGBT功率器件S1和第四IGBT功率器件S4导通，第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

运行状态2(011000)，第二IGBT功率器件S2和第三IGBT功率器件S3导通，第一IGBT功率器件S1、第四IGBT功率器件S4、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

运行状态3(000110)，第四IGBT功率器件S4和第五IGBT功率器件S5导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3和第六IGBT功率器件S6关断；

运行状态4(001001)，第三IGBT功率器件S3和第六IGBT功率器件S6导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第四IGBT功率器件S4和第五IGBT功率器件S5关断；

运行状态5(100001)，第一IGBT功率器件S1和第六IGBT功率器件S6导通，第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4和第五IGBT功率器件S5关断；

运行状态6(010010)，第二IGBT功率器件S2和第五IGBT功率器件S5导通，第一IGBT功率器件S1、第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4和第六IGBT功率器件S6关断；

运行状态7(110000)，第一IGBT功率器件S1和第二IGBT功率器件S2导通，第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

运行状态8(001100)，第三IGBT功率器件S3和第四IGBT功率器件S4导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

运行状态9(000011)，第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3和第四IGBT功率器件S4关断；

上述各运行状态的括号中的六个数字，从左至右分别对应第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6，‘0’表示相应的IGBT功率器件处于关断状态，‘1’表示相应的IGBT功率器件处于导通状态。通过控制开关桥臂2中各IGBT功率器件的通/断，即可得到多种运行状态，控制方式简单，便于调制。

输入电源部分1包括单相输入电源11和输入滤波器12。在单相输入电源11上连接输入滤波器12，使变换器在实现整流和逆变功能时，能够有效的抑制电路中产生的高次电流谐波对电源的污染以及由此引起的对其他电器产生的不良干扰，同时，能够防止电源线路上的高频电压信号馈通到系统输出端，影响系统的输出性能。

输入滤波器12采用二阶LC低通滤波器，能够实现变换器的输入电流为平滑的正弦波。输入滤波器12包括滤波电感L_f和滤波电容C_f。滤波电感L_f与单相输入电源11串联后，与滤波电容C_f并联。滤波电容C_f的一端与子开关桥臂A第一开关单元和第二开关单元之间的节点相连，其另一端与子开关桥臂B第三开关单元和第四开关单元之间的节点相连。

与开关桥臂2并联接入输入电源部分1的缓冲滤波电路3包括串联的非对称H桥电路31和直流滤波电感32。非对称H桥电路31包括第七IGBT功率器件Sd1和第八IGBT功率器件Sd2、第七二极管Dd1和第八二极管Dd2，以及一个解耦电容C_d。

解耦电容C_d的一端与第八IGBT功率器件Sd2的集电极和第七二极管Dd1的负极相连，另一端与第七IGBT功率器件Sd1的发射极以及第八二极管Dd2的正极相连；第七二极管Dd1的正极和第七IGBT功率器件Sd1的集电极均与开关桥臂2的一端相连，即，分别与子开关桥臂A中第一二极管D1、子开关桥臂B中第三二极管D3和子开关桥臂C中第五二极管D5的负极相连；第八二极管Dd2的负极和第八IGBT功率器件Sd2的发射极均与直流滤波电感32的一端相连，直流滤波电感32与开关桥臂2的另一端相连，即，分别与子开关桥臂A中第二IGBT功率器件S2、子开关桥臂B中第四IGBT功率器件S4和子开关桥臂C中第六IGBT功率器件S6的集电极相连。

采用连接有解耦电容的非对称H桥电路31，能够有效的缓冲输入和输出功率之间的差额功率，减小与该非对称H桥电路31串联的直流滤波电感32的体积，提高系统的功率密度，使母线电流始终保持恒定。

在缓冲滤波电路3上设置直流滤波电感32，能够滤除直流母线上由于高频开关产生的纹波电流，保持直流母线电流的平滑和稳定。

连接在开关桥臂2上的输出和负载电路4包括并联接入电路的负载41和输出滤波器42。输出和负载电路4的一端与子开关桥臂B第三开关单元和第四开关单元之间的节点相连，输出和负载电路4的另一端与子开关桥臂C第五开关单元和第六开关单元之间的节点相连。

参见图3所示，还包括用于控制开关桥臂2的控制模块5。控制模块5包括第一采样调理电路51、第二采样调理电路52和控制器53，第一采样调理电路51与第二采样调理电路52均与控制器53相连。

第一采样调理电路51包括输入电源部分采样调理电路、缓冲滤波电路采样调理电路及输出和负载电路采样调理电路，第一采样调理电路通过电压互感器采集输入电源部分1、缓冲滤波电路3及输出和负载电路4的电压数据。

输入电源部分采样调理电路与输入电源部分1的输入滤波器12相连，用于采集输入电源部分1的电压数据。

缓冲滤波电路采样调理电路与缓冲滤波电路3的解耦电容C_d相连，用于采集缓冲滤波电路3的电压数据。

输出和负载电路采样调理电路与输出和负载电路4的输出滤波器42相连，用于采集输出和负载电路4的电压数据。

第一采样调理电路5用于采集输入电源部分1、缓冲滤波电路3及输出和负载电路4的电压数据，第二采样调理电路52用于采集直流母线的电流数据。第一采样调理电路51和第二采样调理电路52将采集到的电压和电流数据输出至控制器53。

控制器53通过驱动电路54与开关桥臂2相连。控制器53根据第一采样调理电路51和第二采样调理电路52输送的电压和电流数据，控制驱动电路54驱动开关桥臂2中的不同IGBT功率器件的通/断，以形成不同的电路，得到不同的运行状态。

参见图4所示，一种用于调制单相电流型AC/DC/AC变换器的方法，包括以下步骤：

ST1、通过控制变换器的开关桥臂2的IGBT功率器件的通/断状态，得到变换器不同的运行状态及与运行状态一一对应的电流矢量；

ST2、根据所需要合成的输入、输出参考电流将笛卡尔空间划分成不同的矢量扇区；

ST3、根据所述参考电流得到笛卡尔空间坐标系下的参考电流矢量

ST4、根据所述参考电流矢量I_ref所在的矢量扇区，计算所对应的电流矢量的占空比，以控制对应的运行状态的导通时间。

在不改变其他条件的基础上，通过控制开关桥臂2中的IGBT功率器件的通/断，能够得到不同的运行状态，各运行状态的电流大小及方向各不相同，将各运行状态的电流大小及方向以矢量的形式表示，即能得到不同的电流矢量。

根据各电流矢量的变化，将电流矢量对应到笛卡尔空间坐标系中，并据以划分矢量扇区。根据所需要合成的输入、输出参考电流判断其所在的矢量扇区位置，即可计算得到相关电流矢量的占空比。根据相关电流矢量的占空比数据，控制开关桥臂2中的对应IGBT功率器件的导通时间，以得到相应的输入、输出电流，从而使经变换器变换后的实际输入、输出电流与参考电流接近或相同。

通过控制开关桥臂2中的IGBT功率器件的通/断，能够得到不同的运行状态，各运行状态的电流大小及方向各不相同，即能得到不同的电流矢量。步骤ST1中，各电流矢量与各运行状态，以及IGBT功率器件的通/断状态一一对应的具体内容如下：

电流矢量1对应运行状态1，运行状态1对应第一IGBT功率器件S1和第四IGBT功率器件S4导通，第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

电流矢量2对应运行状态2，运行状态2对应第二IGBT功率器件S2和第三IGBT功率器件S3导通，第一IGBT功率器件S1、第四IGBT功率器件S4、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

电流矢量3对应运行状态3，运行状态3对应第四IGBT功率器件S4和第五IGBT功率器件S5导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3和第六IGBT功率器件S6关断；

电流矢量4对应运行状态4，运行状态4对应第三IGBT功率器件S3和第六IGBT功率器件S6导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第四IGBT功率器件S4和第五IGBT功率器件S5关断；

电流矢量5对应运行状态5，运行状态5对应第一IGBT功率器件S1和第六IGBT功率器件S6导通，第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4和第五IGBT功率器件S5关断；

电流矢量6对应运行状态6，运行状态6对应第二IGBT功率器件S2和第五IGBT功率器件S5导通，第一IGBT功率器件S1、第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4和第六IGBT功率器件S6关断；

电流矢量7对应运行状态7，运行状态7对应第一IGBT功率器件S1和第二IGBT功率器件S2导通，第三IGBT功率器件S3、第四IGBT功率器件S4、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

电流矢量8对应运行状态8，运行状态8对应第三IGBT功率器件S3和第四IGBT功率器件S4导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6关断；

电流矢量9对应运行状态9，运行状态9对应第五IGBT功率器件S5和第六IGBT功率器件S6导通，第一IGBT功率器件S1、第二IGBT功率器件S2、第三IGBT功率器件S3和第四IGBT功率器件S4关断。

将运行状态与该运行状态对应的电流矢量一一对应起来，便于进行矢量分析，简化分析过程。

步骤ST2中矢量扇区的划分依据为：

其中，为所需合成的输入电流，为所需合成的输出电流，或的正负表示其方向。将所需要合成的输入、输出的参考电流转化为参考电流矢量θ为需要合成的参考电流矢量I_ref与所在矢量扇区参考的电流矢量的夹角。

根据各电流矢量的特征，在笛卡尔空间坐标系中划分矢量扇区，同时，通过所需要合成的输入、输出参考电流所在的矢量扇区，能够方便的计算得到相关电流矢量的占空比，据此，能够实现对变换器输入、输出电流的快速调节，从而使变换器的实际输入、输出电流与参考电流接近或相同。

以下为参考电流对应的参考电流矢量I_ref位于不同矢量扇区时的相关电流矢量占空比计算。其中，d_m、d_n和d₀分别为参考电流矢量I_ref所在矢量扇区时的相关电流矢量的占空比，i_dc为直流母线电流，为所需合成的输入电流，为所需合成的输出电流，I_ref为参考电流矢量I_ref的幅值，θ为参考电流矢量I_ref与所在矢量扇区参考的电流矢量的夹角。

当期望的参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅰ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量1的占空比，d_n为电流矢量3的占空比，d₀为电流矢量8的占空比。

当期望的参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅱ时，d_n＝I_refsinθ/i_dc，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量3的占空比，d_n为电流矢量6的占空比，d₀为电流矢量9的占空比。

当期望的参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅲ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量6的占空比，d_n为电流矢量2的占空比，d₀为电流矢量7的占空比。

当期望的参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅳ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量2的占空比，d_n为电流矢量4的占空比，d₀为电流矢量8的占空比。

当期望的参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅴ时，d_n＝I_refsinθ/i_dc，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量4的占空比，d_n为电流矢量5的占空比，d₀为电流矢量9的占空比。

当期望的参考电流矢量I_ref位于矢量扇区Ⅵ时，d₀＝1-d_m-d_n；d_m为电流矢量5的占空比，d_n为电流矢量1的占空比，d₀为电流矢量7的占空比。

由参考电流矢量I_ref位于各不同矢量扇区时的计算可知，通过对所需合成的输入、输出参考电流及其所在的矢量扇区，即可计算得到相关电流矢量的占空比，根据该占空比数据，控制开关桥臂2中IGBT功率器件的通/断状态，即可使实际的输入、输出电流与参考电流接近或相同。通过临近的两个矢量和一个零矢量的合成，即可实现对变换器输入、输出电流的准确控制，计算过程直观、简单，控制方式简便，通过合理的选择参与合成的零矢量，减少了IGBT功率器件的通/断次数，提高了系统效率。

在一个具体的实施例中，输入电网电压为110V/50Hz，输出功率P_o为200w，输入滤波电容C_f的电容量为20μF，输入滤波电抗L_f的电感量为0.6mH，解耦电容C_d为100μF，直流母线上直流电抗L_dc的电感量为5mH，负载电阻R为50Ω，直流母线电流参考值大小为8A，采样频率和开关频率均为20kHz。

参见图5所示，在单相输入电源和负载同频(50Hz)同相时，系统的输入电压u_i、输入电流i_i、输出电压u_o、输出电流i_o、解耦电容电压u_d以及直流母线电流i_dc的实验波形图。

参见图6所示，在单相输入电源和负载频率相同(50Hz)相位相差90度时，系统的输入电压u_i、输入电流i_i、输出电压u_o、输出电流i_o、解耦电容电压u_d以及直流母线电流i_dc的实验波形图。

参见图7所示，在单相输入电源频率为50Hz而负载频率为40Hz时，系统的输入电压u_i、输入电流i_i、输出电压u_o、输出电流i_o、解耦电容电压u_d以及直流母线电流i_dc的实验波形图。

参见图8所示，在单相输入电源频率为50Hz而负载频率为60Hz时，系统的输入电压u_i、输入电流i_i、输出电压u_o、输出电流i_o、解耦电容电压u_d以及直流母线电流i_dc的实验波形图。

从实验结果波形图中可以看出，在不同运行条件下系统都能高效稳定的运行，且始终保持直流母线电压为恒值，输出电流为正弦波，输入电流和输入电压同相位。

本发明的一种单相电流型AC/DC/AC变换器，开关桥臂2和缓冲滤波电路3并联接入到输入电源部分1，输出和负载电路4连接在开关桥臂2上。通过调节开关桥臂2的三个并联且结构相同的子开关桥臂上的IGBT功率器件的通/断，实现整流和逆变的功能，有效的减少了开关器件的使用，节约了成本；与开关桥臂2并联的缓冲滤波电路3缓冲输入与输出功率之间的差额功率，减少了直流滤波电感32的体积，提高了系统的功率密度。

本发明的一种调制单相电流型AC/DC/AC变换器的方法，根据开关桥臂2中的不同IGBT功率器件的通/断所对应的运行状态以及该运行状态对应的电流矢量，并基于不同运行状态的电流矢量在笛卡尔空间坐标系中划分不同的矢量扇区。在此基础上，根据所需要合成的输入、输出电流对应的参考电流矢量所在的矢量扇区，并结合临近的两个电流矢量和一个零矢量的合成，即可实现对变换器输入、输出电流的准确控制。同时，通过合理的选择零矢量对应的开关状态，有效的减少了开关桥臂2中IGBT功率器件的通/断次数，提高了系统效率。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。