一种逆变器和发波控制方法

技术领域

本申请实施例涉及电力技术领域，尤其涉及一种逆变器和发波控制方法。

背景技术

对于副边采用双向开关作为半桥臂进行并网连接的各种变换器，为了控制输出的电压和功率，会对端口电压进行采样,由于端口电压和双向开关之间会存在一级或多级滤波电路，因此输出端口的交流电压与双向开关的输出电压之间存在相位和幅度差，无法依赖检测到的输出端口的交流电压对双向开关的输出电压的极性做出准确判断；另一方面，当输出端口的交流电压比较小时，有可能对双向开关的输出电压的极性判断错误，一旦对双向开关的输出电压的极性判断错误，控制器切换开关管的过程中，可能出现双向开关都关闭或都导通的情况，使变压器副边绕组的电流无续流通路或者副边电路的开关管直通的问题，导致开关管损坏。

发明内容

本申请提供一种逆变器和发波控制方法，可以保证变压器副边绕组的电流有续流通路以及避免副边电路的开关管出现直通的问题，从而消除了开关管损坏的风险。

第一方面，提供了一种逆变器，包括：原边电路，原边电路用于将直流电转换为交流电；变压器，变压器用于对原边电路输出的交流电进行升压或降压；副边电路，副边电路用于对升压或降压后的交流电的频率进行转换并对频率转换后的交流电进行滤波。副边电路包括半桥电路和滤波电路，半桥电路包括桥臂和至少两个电容，两个电容串联后与桥臂并联，桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，上半桥臂和下半桥臂的连接点与变压器的副边绕组一端连接，两个电容的连接点与变压器的副边绕组另一端连接，上半桥臂和下半桥臂均包括一组开关管，每组开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反，滤波电路与半桥电路连接并输出交流电压。控制器，控制器用于控制桥臂的开关管的导通和关断。其中，逆变器包括第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，桥臂中四个开关管中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断，在第二工作模式下，上半桥臂中的两个开关管均导通且下半桥臂中的两个开关管均关断，或者，上半桥臂中的两个开关管均关断且下半桥臂中的两个开关管均导通。控制器还用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

本申请实施例中，由于控制器响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且使得桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中两个开关管与待切换的第二工作模式下导通的两个目标开关管相同的情况下，关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管。

本申请实施例中，控制器切换开关管前后，变压器副边绕组的电流的续流通路从三个变为两个，虽然电流少了一条续流通路，但电流始终存在续流通路。而且本申请实施例中，控制器直接关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管，导通的开关管从三个变为两个，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，先关断第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中续流方向与第一工作模式下半桥电路的单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，控制器分步骤切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先同时关断第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中的两个开关管，再开通第一工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在第一工作模式下导通的三个开关管中其中一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，控制器结合流经变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。尤其在流经变压器副边绕组的电流的方向与单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，控制器动作的次数减少。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，先关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在第一工作模式下导通的三个开关管中其中一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，控制器结合流经变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。在流经变压器副边绕组的电流的方向与单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，控制器分步骤切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器还用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

本申请实施例中，由于控制器响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且使得桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中两个开关管相同的情况下，开通目标开关管中除已导通的两个开关管之外的开关管。

本申请实施例中，控制器切换开关管前后，变压器副边绕组的电流多了一条续流通路，电流始终存在续流通路。而且本申请实施例中，控制器开通目标开关管中除已导通的两个开关管之外的开关管，导通的开关管从两个变为三个，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同的情况下，先开通待切换的第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中续流方向与第一工作模式下半桥电路的单向电流通路的电流方向相同的开关管，再关断单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，然后开通双向电流通路中未导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同的情况下，控制器分步骤导通或关断开关管，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同以及若流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先关断第一工作模式下半桥电路的单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，再同时开通第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中未导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在第二工作模式下导通的两个开关管中其中一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的目标开关管相同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。尤其在流经变压器副边绕组的电流的方向与待切换的第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，减少了控制器动作的次数。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同以及且流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，先开通双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，再关断单向电流通路中不属于目标开关管中的开关管，然后开通双向电流通路中未导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在第二工作模式下导通的两个开关管中其中一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的目标开关管相同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。在流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，控制器分步骤导通或关断开关管，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于在控制开关管改变通断状态的切换动作完成之后，控制其他开关管开始执行改变通断状态的切换动作。

在一些可能的设计中，每组开关管包括的两个开关管并联的两个二极管的阳极连接，或者，每组开关管包括的两个开关管并联的两个二极管的阴极连接。

第二方面，提供了一种逆变器，包括：原边电路，原边电路用于将直流电转换为交流电；变压器，变压器用于对原边电路输出的交流电进行升压或降压；副边电路，副边电路用于对升压或降压后的交流电的频率进行转换并对频率转换后的交流电进行滤波。副边电路包括半桥电路和滤波电路，半桥电路包括桥臂和至少两个电容，两个电容串联后与桥臂并联，桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，上半桥臂和下半桥臂的连接点与变压器的副边绕组一端连接，两个电容的连接点与变压器的副边绕组另一端连接，上半桥臂和下半桥臂均包括一组开关管，每组开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反，滤波电路与半桥电路连接并输出交流电压。控制器，控制器用于控制桥臂的开关管的导通和关断。其中，逆变器包括第一工作模式的正电压工作模式和第一工作模式的负电压工作模式，在正电压工作模式和负电压工作模式下，桥臂中四个开关管中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断。控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制逆变器从第一工作模式的正电压工作模式切换至第一工作模式的负电压工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

本申请实施例中，控制器响应于滤波电路输出的交流电压大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制逆变器从正电压工作模式切换至负电压工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且控制桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径相同的情况下，先关断正电压工作模式下已导通的三个开关管中不属于目标开关管的开关管，再开通目标开关管中未导通的开关管，以控制逆变器从正电压工作模式切换至负电压工作模式，目标开关管为负电压工作模式下导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通。

本申请实施例中，响应于滤波电路输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径相同的情况下，控制器动作两次切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同的情况下，先关断正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通正电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在正电压工作模式与待切换的负电压工作模式的双向电流通路的路径不同的情况下，控制器动作四次切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与正电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中的电流方向相同的情况下，先关断正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中除目标开关管之外的开关管，再开通正电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，目标开关管为负电压工作模式下导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在正电压工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下的双向电流通路的路径不同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。尤其在流经变压器副边绕组的电流的方向与待切换的初始工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，控制器动作的次数减少。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与正电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中的电流方向相反的情况下，先关断正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通正电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。在流经变压器的副边绕组的电流的方向与初始工作模式下半桥电路的单向电流通路中的电流方向相反的情况下，控制器分步骤导通或关断开关管，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器还用于：响应于滤波电路输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制逆变器从第一工作模式的负电压工作模式切换至第一工作模式的正电压工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

本申请实施例中，控制器响应于滤波电路输出的交流电压小于预设正电压阈值变换为大于预设负电压阈值，控制逆变器从负电压工作模式切换至正电压工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且控制桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径相同的情况下，先关断负电压工作模式下已导通的三个开关管中不属于目标开关管的开关管，再开通目标开关管中未导通的开关管，以控制逆变器从负电压工作模式切换至正电压工作模式，目标开关管为正电压工作模式下导通的开关管；双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通。

本申请实施例中，在负电压工作模式与待切换的正电压工作模式的双向电流通路的路径相同的情况下，控制器动作两次切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同的情况下，先关断负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通负电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，在负电压工作模式与待切换的正电压工作模式的双向电流通路的路径不同的情况下，控制器动作四次切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与负电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中的电流方向相同的情况下，先关断负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中除目标开关管之外的开关管，再开通负电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，目标开关管为正电压工作模式下导通的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例提供中，在负电压工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下的双向电流通路的路径不同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。尤其在流经变压器副边绕组的电流的方向与待切换的初始工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，控制器动作的次数减少。

在一些可能的设计中，控制器用于：响应于滤波电路输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与负电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中的电流方向相反的情况下，先关断负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通负电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例提供中，在负电压工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下的双向电流通路的路径不同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。在流经变压器的副边绕组的电流的方向与负电压工作模式下半桥电路的单向电流通路中的电流方向相反的情况下，控制器分步骤导通或关断开关管，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一些可能的设计中，控制器用于在控制开关管改变通断状态的切换动作完成之后，控制其他开关管开始执行改变通断状态的切换动作。

在一些可能的设计中，每组开关管包括的两个开关管并联的两个二极管的阳极连接，或者，每组开关管包括的两个开关管并联的两个二极管的阴极连接。

第三方面，提供一种发波控制方法，该方法应用于逆变器，该方法包括：在第一工作模式下，控制逆变器的桥臂中四个开关管中其中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断，其中，逆变器的副边电路包括半桥电路和滤波电路，半桥电路包括桥臂，桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，上半桥臂和下半桥臂均包括一组开关管，每组开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反；在第二工作模式下，控制上半桥臂中的两个开关管均导通且下半桥臂中的两个开关管均关断，或者，控制上半桥臂中的两个开关管均关断且下半桥臂中的两个开关管均导通；响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式，以使四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

在一些可能的设计中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式，包括：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中两个开关管与待切换的第二工作模式下导通的两个目标开关管相同的情况下，关断三个开关管中除目标开关管之外的开关管，以控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式。

在一些可能的设计中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式，包括：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，先关断第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中续流方向与第一工作模式下半桥电路的单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，以控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

在一些可能的设计中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式，包括：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先同时关断第一工作模式下半桥电路的双向电流通路中的两个开关管，再开通第一工作模式下半桥电路的单向电流通路中未导通的开关管，以控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

在一些可能的设计中，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式，包括：响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，先关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，以控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式。双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

第三方面的有益效果请参考上述第一方面的相关内容，不再赘述。

附图说明

图1A为适用于本申请的场景示意图。

图1B为一种逆变器的拓扑示意图。

图2为本申请实施例提供的一种逆变器的示意图。

图3为本申请实施例提供的另一种逆变器的示意图。

图4为本申请实施例提供的对滤波电路输出的交流电压进行分区的示意图。

图5和图6分别为本申请实施例提供的一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图7和图8分别为本申请实施例提供的另一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图9和图10分别为本申请实施例提供的一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图11和图12分别为本申请实施例提供的另一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图13和图14分别为本申请实施例提供的又一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图15和图16分别为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图17和图18分别为本申请实施例提供的又一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图19和图20分别为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图21为本申请实施例提供的一种电感电流采样及过零检测电路的位置的示意图。

图22为本申请实施例提供的一种电感电流采样及过零检测电路的示意图。

图23为本申请实施例提供的另一种电感电流采样及过零检测电路的示意图。

图24～图27为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图28～图31为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图32～图35为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图36～图39为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图40～图43为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和N区的电流回路的示意图。

图44～图47为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和N区的电流回路的示意图。

图48～图51为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和N区的电流回路的示意图。

图52～图55为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和N区的电流回路的示意图。

图56为本申请实施例提供的一种逆变器中的半桥电路的另一示意图。

图57为本申请实施例提供的一种发波控制方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1A为适应于本申请的场景示意图。参考图1A，光伏组件通过光生伏特效应将太阳能转化为直流电，逆变器将直流电转换为交流电后送入电网或向负载供电。逆变器也可以将来自储能系统中的直流电转换为交流电后送入电网或向负载供电。

图1B为一种逆变器的拓扑示意图，原边(即虚线框①)由H桥构成，中间虚线框②内为变压器，Ls表示变压器漏感或与变压器串联的电感，副边(即虚线框③)由四个开关管(包括S5、S6、S7、S8)以及两个桥臂电容(包括Cs1、Cs2)组成的半桥电路连接至输出滤波器(即虚线框④)，其中，半桥电路中S8与S6组成双向开关，S5与S7组成双向开关。

在交流电压Vac正半周内S5与S8进行开关动作，S6与S7常通；在交流电压负半周内S6与S7进行开关动作，S5与S8常通。当前存在的技术问题如下：

对图1B逆变电路来说，一方面，为了控制输出的电压和功率，会对输出端口电压Vac进行采样,由于输出端口的电流电压Vac和开关管S8-S7两端电压V87之间存在一级或多级滤波电路，因此输出端口的交流电压Vac与开关管S8-S7两端电压V87之间存在相位和幅度差，无法依赖检测到的输出端口的交流电压Vac对双向开关的输出电压V87的极性做出准确判断；另一方面，副边上下桥臂均为两个双向开关，当输出端口的电压Vac比较小时，有可能对开关管S8-S7两端电压V87的极性判断错误，一旦对开关管S8-S7的输出电压V87的极性判断错误，控制器切换开关管的过程中，可能出现双向开关管都关闭或都导通的情况，使电感Ls电流无续流通路或者副边电路的开关管直通的问题，导致开关管损坏。

本申请提供一种逆变器，可以保证电感电流有续流通路以及避免副边开关管出现直通的问题，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

图2和图3为本申请实施例提供的两种逆变器的示意图。

参照图2，本申请实施例中的逆变器具体包括原边电路310，变压器320，副边电路330，控制器340。本申请实施例提供的逆变器具体可以适用于单级隔离性逆变器拓扑。

其中，原边电路310的一端用于输入直流电压Vdc，原边电路310的另一端连接变压器320的原边绕组。原边电路310用于将输入的直流电压Vdc转换为高频交流矩形波信号。参照图3，原边电路310还可以衍生为由多个子模块串联或并联构成，其中每个子模块均可以为半桥电路或全桥电路。

变压器320用于对原边电路310输出的交流电进行升压或降压。变压器320可以设计成副边漏感的感量等于Ls的变压器。或者，参照图2和图3，变压器320也可以设计为漏感很小的变压器，单独设置串联的感性器件Ls。本申请实施例以单独设置串联的电感Ls为例。

本申请实施例中，副边电路330包括半桥电路331和滤波电路332，半桥电路331包括桥臂、至少两个电容，两个电容串联后与桥臂并联，桥臂包括上半桥臂和下桥臂，上半桥臂和下半桥臂的连接点通过感性器件与变压器320的副边绕组一端连接，两个电容的连接点与变压器320的副边绕组另一端连接，上半桥臂和下半桥臂均包括一组开关管，每组开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反，滤波电路332与半桥电路331连接并输出交流电压。

本申请实施例中，逆变器包括第一工作模式和第二工作模式。在第一工作模式下，桥臂中四个开关管中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断，在第二工作模式下，上半桥臂中的两个开关管均导通且下半桥臂中的两个开关管均关断，或者，上半桥臂中的两个开关管均关断且下半桥臂中的两个开关管均导通。

控制器340还用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

本申请实施例中，预设电压阈值包括预设正电压阈值和预设负电压阈值。滤波电路332输出的交流电压的值大于预设正电压阈值或者滤波电路332输出的交流电压的值小于等于预设负电压阈值，逆变器运行于第一工作模式。滤波电路332输出的交流电压的值大于等于预设负电压阈值且小于等于预设正电压阈值，逆变器运行于第二工作模式。

预设正电压阈值和预设负电压阈值的绝对值可以相等，也可以不等。预设正电压阈值和预设负电压阈值的绝对值均小于滤波电路332输出的最大电压正值。预设正电压阈值和预设负电压阈值可以是固定值，也可以是变化值。

本申请实施例中的原边电路310可以为H桥电路，如半桥电路、全桥电路或其他可以实现将直流电转换为高频交流电的电路。原边电路中可以包括多个H桥电路，如多个半桥电路串联或并联，或半桥电路和全桥电路串联或并联，不予限制。

本申请实施例中，半桥电路331的上半桥臂和下半桥臂均包括两个开关管，每一个桥臂所包括的两个开关管组成双向开关。本申请实施例中的开关管具体可以是是金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)，也可以是绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)或氮化镓(gallium nitride，GaN)高电子迁移率晶体管(high electron mobilitytransistor，HEMT)等。具体地，上半桥臂或下半桥臂可以由两个分立设置的开关管组成，也可以由一个集成有两个开关管的模组组成，或者由一个单片可双向(导通或阻断)器件(例如单片双向GaN器件)组成。例如，上半桥臂包括串联连接的开关管S8和开关管S6，下半桥臂包括串联连接的开关管

本申请实施例中的每个开关管包括一个并联的续流二极管，这个续流二极管可以称为体二极管(body-diode)。

本申请实施例中，滤波电路332可以为单级或多级电路，该滤波电路332的一侧与半桥电路331连接，滤波电路的另一侧332连接至交流电源。

本申请实施例中，控制器340可以获取滤波电路332输出的交流电压。一种实现方式中，滤波电路为单级电路，控制器340获取单级电路输出的交流电压。一种实现方式中，滤波电路为多级电路，控制器340获取多级电路中任一电路输出的交流电压。控制器340比较滤波电路332输出的交流电压与预设正电压阈值和预设负电压阈值的大小，根据比较结果控制逆变器的工作模式。

示例性地，假设预设正电压阈值为20V，预设负电压阈值为-20V，若滤波电路332输出的电压为220V，大于预设正电压阈值20V，控制器340控制逆变器运行于第一工作模式的正电压工作模式。若滤波电路332输出的电压为-220V，小于预设负电压阈值-20V，控制器340控制逆变器运行于第一工作模式的负电压工作模式。若滤波电路332输出的电压为10V，小于预设正电压阈值20V且大于预设负电压阈值-20V，控制器340控制逆变器运行于第二工作模式。

在一些实现方式中，对滤波电路332输出的交流电压可以分区，如图4所示。若交流电压大于等于预设正电压阈值(预设正电压阈值如图中的VgH)，交流电压处于P区；若交流电压小于等于预设负电压阈值(预设负电压阈值如图中的VgL)，交流电压处于N区；如交流电压大于预设负电压阈值且小于预设正电压阈值，交流电压处于O区。对于处于P区或N区的电压，控制器340控制逆变器运行于第一工作模式；对于处于O区的电压，控制器340控制逆变器运行于第二工作模式。

第一工作模式和第二工作模式的区别在于开关管的状态不同，开关管的状态包括导通状态和关断状态。

具体地，控制器340控制逆变器运行于第一工作模式，控制器340控制桥臂所包括的四个开关管中其中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断。在第一工作模式下，变压器、导通的开关管、两个电容形成的回路包括多个回路，电感电流在任一时刻为这多个电流回路中的某一个电流回路。控制器340控制逆变器运行于第二工作模式，控制器340控制上半桥臂所包括的两个开关管均导通且下半桥臂所包括的两个开关管均关断，或者，上半桥臂所包括的两个开关管均关断且下半桥臂所包括的两个开关管均导通。在第二工作模式下，变压器、导通的开关管、两个电容形成的回路仅包括一个回路。

需要说明的是，若交流电压处于P区或N区，控制器340不会控制逆变器运行于第二工作模式，这是因为运行于第二工作模式时开关管的切换频率较高，易引起开关管的损坏。

本申请实施例中，由于控制器响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且使得桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

上文指出，对滤波电路332输出的交流电压可以进行分区，如P区、O区、N区。且在一些情况下，由于外界原因或者其他一些原因，滤波电路332输出的交流电压可能会出现波动，导致交流电压从一个区进入另一个区。控制器340根据不同情况采取相应的策略，详见下文。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中两个开关管与待切换的第二工作模式下导通的两个目标开关管相同的情况下，关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管，以控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式。

本申请实施例中，逆变器从第一工作模式向第二工作模式切换包括两种情况，即，交流电压从P区进入O区，或者，交流电压从N区进入O区。下文均以变压器串联电感Ls为例分情况进行说明。

情况一：交流电压从P区进入O区

(1)第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通且下半桥臂包括的另一个开关管关断切换至第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通且下半桥臂包括的两个开关管关断

图5和图6分别为本申请实施例提供的一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

参考图5中的(a)和图5中的(b)，上半桥臂包括的S8、S6以及下半桥臂的S7导通，下半桥臂的S5关断。参考图6，上半桥臂包括的S8、S6导通，下半桥臂包括的S7、S5关断。

参考图5中的(a)，流经电感Ls的电流的方向包括两个，若变压器的同名端(即图中所示的变压器上的黑色小点的一端)为正极，电流从变压器的副边绕组的正极(即变压器的同名端)流出，经过开关管S6、开关管S8、滤波电容Cx1、桥臂电容Cs2回到变压器的副边绕组的负极。若变压器的同名端为负极，电流从变压器的副边绕组的正极(即变压器的非同名端)流出，经过桥臂电容Cs2、滤波电容Cx1、开关管S8、开关管S6回到变压器的副边绕组的负极。

参考图5中的(b)，流经电感Ls的电流的方向只有一个，此时变压器的同名端为负极，电流从变压器的副边绕组的正极(即变压器的非同名端)流出，经过桥臂电容Cs1、滤波电容Cx1、S7、S5上的续流二极管回到变压器的副边绕组的负极。

图6所示的流经电感Ls的电流的方向也包括两个，电流通路与图5中的(a)类似，不再赘述。

若要从图5所示的电流的通路切换至图6所示的电流的通路，由于第一工作模式下导通的三个开关管其中有两个开关管(即S6、S8)与目标开关管相同，因此，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接关断S7即可。

本申请实施例中，在控制器340关断S7之前，电流可通过S6、S8、Cx1、Cs2形成回路以及通过Cs1、Cx1、S7、S5上的续流二极管形成回路。S7关断，电流仍然可通过S6、S8、Cx1、Cs2形成回路，相当于电感电流少了一条续流通路，不影响电感电流的续流通路。

(2)第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断且第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通

图7和图8分别为本申请实施例提供的另一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

参考图7中的(a)和图7中的(b)，S5、S7、S6导通，S8关断。参考图8，S8、S6关断，S7、S5导通。

参考图7中的(a)，流经电感Ls的电流的方向只有一个，此时变压器的同名端为正极，电流从变压器的副边绕组的正极(即变压器的同名端)流出，经过S6、S8上续流的二极管、Cx1、Cs1回到变压器的副边绕组的负极。

参考图7中的(b)，流经电感Ls的电流的方向包括两个，若变压器的同名端为正极，电流从变压器的副边绕组的正极(即变压器的同名端)流出，经过S5、S7、Cx1、Cs1回到变压器的副边绕组的负极。若变压器的同名端为负极，电流从变压器的副边绕组的正极(即变压器的非同名端)流出，经过Cs1、Cx1、S7、S5回到变压器的副边绕组的负极。

图8所示的流经电感Ls的电流的方向也包括两个，电流通路与图7中的(b)类似，不再赘述。

若要从图7所示的电流的通路切换至图8所示的电流的通路，由于第一工作模式下导通的三个开关管其中有两个开关管(即S5、S7)与目标开关管相同，因此，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接关断S6即可，不影响电感电流的续流通路。

情况二：交流电压从N区进入O区

(1)第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断且第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断

图9和图10分别为本申请实施例提供的一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

参考图9中的(a)和图9中的(b)，S8、S6、S5导通，S7关断。参考图10，S8、S6导通，S7、S5关断。

图9中的(a)和图9中的(b)的电流回路请参考上述图5中的(a)和图5中的(b)的电流回路。区别在于图9中的(b)的电流通过S7上的续流二极管，而图5中的(b)的电流通过S5上的续流二极管。图10中的电流回路与图9中的(a)类似，不再赘述。

若要从图9所示的电流的通路切换至图10所示的电流的通路，由于第一工作模式下导通的三个开关管其中有两个开关管(即S6、S8)与目标开关管相同，因此，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接关断S5即可，不影响电感电流的续流通路。

(2)第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断且第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通

图11和图12分别为本申请实施例提供的另一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

参考图11中的(a)和图11中的(b)，S5、S7、S8导通，S6关断。参考图12，S8、S6关断，S7、S5导通。

图11中的(a)和图11中的(b)的电流回路请参考上述图7中的(a)和图7中的(b)的电流回路。区别在于图11中的(a)的电流通过S6上的续流二极管，而图7中的(a)的电流通过S8上的续流二极管。图12中的电流回路与图11中的(b)类似。

若要从图11所示的电流的通路切换至图12所示的电流的通路，由于第一工作模式下导通的三个开关管其中有两个开关管(即S5、S7)与目标开关管相同，因此，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接关断S8即可，不影响电感电流的续流通路。

本申请实施例中，由于第一工作模式下导通的三个开关管中两个开关管与待切换的第二工作模式下导通的两个目标开关管相同，控制器关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管。控制器切换开关管前后，变压器副边绕组的电流的续流通路从三个变为两个，虽然电流少了一条续流通路，但电流始终存在续流通路。而且本申请实施例中，控制器直接关断第一工作模式下导通的三个开关管中除目标开关管之外的开关管，导通的开关管从三个变为两个，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，先关断第一工作模式下半桥电路331的双向电流通路中续流方向与第一工作模式下半桥电路331的单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，以控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式。

其中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

情况一：交流电压从P区进入O区

(1)、第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断，切换至第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通

图13和图14分别为本申请实施例提供的又一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图13中的(a)和图13中的(b)所示的开关管的状态和电流通路请参考上述图5中的(a)和图5中的(b)的内容；图14所示的开关管的状态和电流通路请参考上述图8的内容；不再赘述。

结合图13和图14，第一工作模式下导通的开关管为S6、S7、S8，待切换的第二工作模式导通的目标开关管为S5、S7。第一工作模式下导通的三个开关管其中只有一个开关管(即S7)与目标开关管相同，若要从图13所示的电流的通路切换至图14所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相反的开关管，即S8；再开通单向电流通路中未导通的开关管，即S5；然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，即S6。

本申请实施例中，初始状态导通的开关管为S6、S7、S8，控制器340先关断S8，从而S6、S7处于导通状态，电感电流通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成续流通路，电感电流通过Cs1、Cx1、S7、S5上的续流二极管形成续流通路。待S8完全关断后，控制器340开通S5，从而S5、S6、S7处于导通状态，电流通过Cs1、Cx1、S7、S5形成续流通路，电感电流还可通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成续流通路。待S5完全导通后，控制器340关断S6，从而S7、S5处于导通状态，电流通过Cs1、Cx1、S7、S5形成续流通路。

值得注意的是，由于开关管在导通状态与关断状态之间切换需要一定的时间，在控制器340控制切换开关管的状态时，需要保证在每次控制开关管改变通断状态的切换动作完成后，即开关管完全导通或完全关断之后，再控制下一个开关管开始执行改变通断状态的切换动作。即每次进行开关管的通断状态切换动作之前，必须等上一个开关管的通断状态切换动作充分完成后才能进行。下文中控制器340控制切换开关管的状态时，均需要遵循上述准则。

(2)、第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断，切换至第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断

图15和图16分别为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区和O区的电流回路的示意图。

图15中的(a)和图15中的(b)所示的开关管的状态和电流通路可以参考上述图7中的(a)和图7中的(b)的内容；图16所示的开关管的状态和电流通路请参考上述图6的内容；不再赘述。

结合图15和图16，第一工作模式下导通的开关管为S5、S6、S7，待切换的第二工作模式导通的目标开关管为S6、S8，第一工作模式下导通的三个开关管只有S6与目标开关管相同，若要从图15所示的电流的通路切换至图16所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断S5，再开通S8，然后关断S7。为了简洁，切换过程中，电感电流的续流通路不再详细说明。

情况二：交流电压从N区进入O区

(1)、第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断，且，第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通

图17和图18分别为本申请实施例提供的又一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图17中的(a)和图17中的(b)所示的开关管的状态和电流回路请参考上述图9中的(a)和图9中的(b)的内容；图18所示的开关管的状态和电流回路请参考上述图12的内容；不再赘述。

结合图17和图18，第一工作模式下导通的开关管为S5、S6、S8，待切换的第二工作模式导通的目标开关管为S5、S7，第一工作模式下导通的三个开关管中只有S5与目标开关管相同，若要从图17所示的电流的通路切换至图18所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断S6，再开通S7，然后关断S8。

(2)、第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断，且，第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断

图19和图20分别为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区和O区的电流回路的示意图。

图19中的(a)和图19中的(b)所示的开关管的状态和电流通路请参考上述图11中的(a)和图11中的(b)的内容。图20所示的开关管的状态和电流通路请参考上述图10的内容；不再赘述。

结合图19和图20，第一工作模式下导通的开关管为S5、S7、S8，待切换的第二工作模式导通的目标开关管为S6、S8，第一工作模式下导通的三个开关管中只有S8与目标开关管相同，若要从图19所示的电流的通路切换至图20所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断S7，再开通S6，然后关断S5。

综上，控制器340在控制切换开关管的过程中，电感电流始终存在续流通路。而且，在任一时刻，上半桥臂和下半桥臂总共所包括的4个开关管中只有部分开关管处于导通状态，不会出现开关管直通的情况，消除了开关管损坏的风险。

需要说明的是，在上述切换过程中，控制器340不能先关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，会导致开关管的损坏。

以上述图13和图14为例，初始状态导通的开关管为S6、S7、S8，目标状态导通的开关管为S7、S5。双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管为S6，若先关断S6，由于二极管的单向导通性导致从变压器的副边绕组的同名端流出的电流无法通过S6上的续流二极管，电感电流没有续流通路，导致开关管的损坏。

此外，还需要说明的是，当第一工作模式下导通的三个开关管其中只有一个开关管与目标开关管相同时，不可直接开通目标开关管中未导通的开关管。若盲目直接开通目标开关管中未导通的开关管，会出现开关管直通的情况，导致开关管损坏。

仍然以上述图13和图14为例，第一工作模式下，S8、S6、S7导通，S5关断。第二工作模式下，导通的目标开关管为S7、S5。第一工作模式下导通的开关管中只有S7与目标开关管相同，若直接开通S5，此时，S5、S6、S7、S8这4个开关管出现直通的情况，导致开关管损坏。

本申请实施例中，若第一工作模式下导通的三个开关管中其中一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的目标开关管相同，控制器分步骤切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

上文结合图13～图20介绍了控制器340控制逆变器在第一工作模式和第二工作模式之间进行切换的过程。控制器340在切换过程中，需要执行三步。为了减少控制器340动作的次数，控制器340可以结合流经变压器副边绕组的电流的方向切换开关管的状态。本申请仍以变压器副边绕组串联电感为例，在此之前，先简单介绍下检测电感电流的方向的方法。

图21为本申请实施例提供的一种电感电流采样及过零检测电路的位置的示意图。该电感电流采样及过零检测电路可以位于任一有电流流过的位置，如图21中所示的位置。

图22为本申请实施例提供的一种电感电流采样及过零检测电路的示意图。其中，Zero_P用于检测电感电流正过零，Zero_N用于检测电感电流负过零。具体判断电感电流极性的策略请参考表1所示。

表1

参考上述表1，当Zero_P＝1，Zero_N＝0时，控制器确定电感电流为正；当Zero_P＝0，Zero_N＝1时，控制器确定电感电流为负；当Zero_P＝1，Zero_N＝1，或者，Zero_P＝0，Zero_N＝0时，电感电流近似为0。本申请实施例主要介绍电感电流为正或为负的情况。

图23为本申请实施例提供的另一种电感电流采样及过零检测电路的示意图。采用高速模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)将实时采样到的信号送给控制所用的IC，在IC中通过程序实现来判断电流的极性。图23中，此高速ADC可以是分立的ADC芯片，也可以是集成在控制IC内部的片上ADC外设。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先同时关断第一工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的两个开关管，再开通第一工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，以控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值且在第一工作模式下导通的三个开关管中仅一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，先关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相反的开关管，再开通单向电流通路中未导通的开关管，然后关断双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，以控制逆变器从第一工作模式切换至第二工作模式。

本申请实施例中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，控制器340可以结合变压器的副边绕组的电流的方向切换开关管的状态，下文以变压器串联一个电感Ls分情况进行说明。

情况一：交流电压从P区进入O区

(1)第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通且上半桥臂包括的另一个开关管关断切换至第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通且下半桥臂包括的两个开关管关断

图24和图26为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区时的电流回路的示意图，其中，图24(包括图24中的(a)和图24中的(b))所示的电流方向与图26所示的电流方向相反。图25和图27为本申请实施例提供的再一种交流电压处于O区时的电流回路的示意图，其中，图25所示的电流方向与图27所示的电流方向相反。

参考图24和图26，S5、S7、S6导通，S8关断，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流回路，电流通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成单向电流回路。参考图25和图27，S8、S6导通，S7、S5关断，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流回路。

本申请实施例中，假设图中所示的电流从左向右的方向为正向，从右向左的方向为负向。

A、电感Ls的电流为正向

若要从图24所示的电流的回路切换至图25所示的电流的回路，由于电感Ls的电流方向与单向电流通路(即图24中的(a)所示的电流通路)电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先同时关断第一工作模式下的双向电流通路中的两个开关管，即S5、S7，待S5、S7完全关断后开通单向电流通路中未导通的开关管，即S8。

具体地，控制器340先同时关断S5、S7，从而仅有S6处于导通状态，电感Ls的电流通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成续流通路。待S5、S7完全关断后，控制器340开通S8，从而S6、S8处于导通状态，电感Ls的电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成续流通路。这一过程中，控制器340执行了2次动作，与没有判断电感电流方向的方案相比，减少了控制器340动作的次数。

B、电感电流为负向

若要从图26所示的电流回路切换至图27所示的电流的回路，由于电感Ls的电流方向与单向电流通路(即图24中的(a)所示的电流通路)电流方向相反，控制器340切换开关管的动作顺序请参考上述从P区切换至O区的有关图15和图16的内容，不再赘述。

(2)第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断且第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通

图28和图30为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区时的电流回路的示意图，其中，图28所示的电流方向与图30(包括图30中的(a)和图30中的(b))所示的电流方向相反。图29和图31为本申请实施例提供的再一种交流电压处于O区时的电流回路的示意图，其中，图29所示的电流方向与图31所示的电流方向相反。

参考图28和图30，S8、S6、S7导通，S5关断，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流回路，电流通过S5上的续流二极管、S7、Cx1、Cs1形成单向电流回路。参考图29和图31，S8、S6关断，S7、S5导通，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流回路。

A、电感电流为正向

若要从图28所示的电流的回路切换至图29所示的电流的回路，电感Ls的电流的方向与单向电流通路(即图30中的(a)所示的电流通路)中的电流方向相反，控制器340切换开关管的动作顺序请参考上述从P区切换至O区的有关图13和图14的内容，不再赘述。

B、电感电流为负向

若要从图30所示的电流的回路切换至图31所示的电流的回路，由于电感Ls的电流的方向与单向电流通路中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先同时关断S6、S8，待S6、S8完全关断后再开通S5即可。为了简洁，切换过程中，电感电流的续流通路不再详细说明。

情况二：交流电压从N区进入O区

(1)第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断且第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断

图32和图34为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区时的电流回路的示意图，其中，图32所示的电流方向与图34所示的电流方向相反。图33和图35为本申请实施例提供的再一种交流电压处于O区时的电流回路的示意图，其中，图33所示的电流方向与图35所示的电流方向相反。

参考图32和图34，S5、S7、S8导通，S6关断，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流回路，电流通过S6上的续流二极管、S8、Cx1、Cs2形成单向电流回路。参考图33和图35，S8、S6导通，S7、S5关断，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流回路。

A、电感电流为正向

若要从图34所示的电流的回路切换至图35所示的电流的回路，电感Ls的电流的方向与单向电流通路(即图32中的(a)所示的电流通路)中的电流方向相反，控制器340切换开关管的逻辑动作请参考上述从N区切换至O区有关图19和图20的内容，不再赘述。

B、电感电流为负向

若要从图32所示的电流的回路切换至图33所示的电流的回路，电感Ls的电流的方向与单向电流通路(即图32中的(a)所示的电流通路)中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先同时关断S5、S7，待S5、S7完全关断后开通S6。

(2)第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断且第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通

图36和图38为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区时的电流回路的示意图，其中，图36所示的电流方向与图38所示的电流方向相反。图37和图39为本申请实施例提供的再一种交流电压处于O区时的电流回路的示意图，其中，图37所示的电流方向与图39所示的电流方向相反。

参考图36和图38，S8、S6、S5导通，S7关断，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流回路，电流通过S5、S7上的续流二极管、Cx1、Cs1形成单向电流回路。参考图37和图39，S8、S6关断，S7、S5导通，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流回路。

A、电感电流为正向

若要从图36所示的电流的回路切换至图37所示的电流的回路，电感Ls的电流的方向与单向电流通路(即图36中的(b)所示的电流通路)中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制器340先同时关断S6、S8，待S6、S8完全关断后开通S7。

B、电感电流为负向

若要从图38所示的电流的回路切换至图39所示的电流的回路，电感Ls的电流的方向与单向电流通路(即图36中的(b)所示的电流通路)中的电流方向相反，控制器340切换开关管的逻辑动作请参考上述从N区切换至O区的有关图17和图18的内容，不再赘述。

本申请实施例中，在第一工作模式下导通的三个开关管中其中一个开关管与待切换的第二工作模式下导通的一个目标开关管相同的情况下，控制器结合流经变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态，尤其是在流经变压器副边绕组的电流的方向与单向电流通路中的电流的方向相同时，控制器动作的次数减少。

基于此，上文已说明了交流电压从P区/N区进入O区的相关内容，下文将介绍交流电压从O区进入P区/N区的内容。

一种实施例中，控制器340还用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

示例性地，假设预设正电压阈值为20V，预设负电压阈值为-20V，若滤波电路332从输出10V的电压变换为输出50V的电压，控制器340控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式。控制器在切换逆变器的工作模式的过程中，控制桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通，从而使得变压器副边绕组的电流在任一时刻存在续流通路以及避免副边开关管出现直通的情况。

本申请实施例中，由于控制器响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且使得桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中两个开关管相同的情况下，开通目标开关管中除已导通的两个开关管之外的开关管，以控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式。

情况三：交流电压从O区进入P区

(1)第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管导通且下半桥臂包括的两个开关管关断切换至第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图5和图6，第二工作模式下导通的开关管为S6、S8，待切换的第一工作模式下导通的目标开关管为S6、S7、S8。逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，由于第二工作模式下导通的两个开关管(即S6、S8)与目标开关管相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接开通S7即可。

本申请实施例中，在控制器340开通S7之前，电流可通过S6、S8、Cx1、Cs2形成回路。由于S7的导通，电流也可通过Cs1、Cx1、S7、S5上的续流二极管形成回路，相当于电感电流多了一条续流通路，不影响电感电流的续流通路。

(2)第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通切换至第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图7和图8，第二工作模式导通的开关管为S5、S7，待切换的第一工作模式下导通的目标开关管为S5、S6、S7。逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，由于第二工作模式下导通的两个开关管(即S5、S7)与目标开关管相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接开通S6即可。原因与情况三中的(1)类似，不再详细展开说明。

情况四：交流电压从O区进入N区

(1)第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断切换至第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图9和图10，第二工作模式下导通的开关管为S6、S8，待切换的第一工作模式下导通的目标开关管为S5、S6、S8。逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，由于第二工作模式下导通的两个开关管(即S6、S8)与目标开关管相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接开通S5即可。原因与情况三中的(1)类似，不再详细展开说明。

(2)第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通切换至第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图11和图12，第二工作模式导通的开关管为S5、S7，待切换的第一工作模式下导通的目标开关管为S5、S7、S8。逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式，由于第二工作模式下导通的两个开关管(即S5、S7)与目标开关管相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340直接开通S8即可。原因与情况三中的(1)类似，不再详细展开说明。

本申请实施例中，由于第二工作模式下导通的两个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中两个开关管相同，控制器开通目标开关管中除已导通的两个开关管之外的开关管。控制器切换开关管前后，变压器副边绕组的电流多了一条续流通路，始终存在续流通路。而且本申请实施例中，控制器开通目标开关管中除已导通的两个开关管之外的开关管，导通的开关管从两个变为三个，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同的情况下，先开通待切换的第一工作模式下半桥电路331的双向电流通路中续流方向与第一工作模式下半桥电路331的单向电流通路的电流方向相同的开关管，再关断单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，然后开通双向电流通路中未导通的开关管，以控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式。

情况三：交流电压从O区进入P区

(1)、第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通切换至第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图13和图14，若要从图14所示的电流的通路切换至图13所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先开通第一工作模式下的双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，即S6。再关断第一工作模式下的单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，即S5。然后开通第一工作模式下的双向电流通路中未导通的开关管，即S8。

本申请实施例中，控制器340先开通S6，从而S5、S6、S7处于导通状态，电感电流通过Cs1、Cx1、S7、S5形成续流通路，电流也可通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成续流通路。待S6完全导通后关断S5，从而S6、S7处于导通状态，电感电流通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成续流通路，电感电流也可通过Cs1、Cx1、S7、S5上的续流二极管形成续流通路。待S5完全关断后，控制器340开通S8，从而S6、S7、S8处于导通状态，电感电流的续流通路如图13所示。

(2)、第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通且下半桥臂包括的两个开关管关断切换至第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图15和图16，若要从图16所示的电流的通路切换至图15所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先开通S7，再关断S8，最后开通S5。

情况四：交流电压从O区进入N区

(1)、第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通切换至第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图17和图18，若要从图18所示的电流的通路切换至图17所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先开通S8，再关断S7，最后开通S6。

(2)、第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断切换至第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图19和图20，若要从图20所示的电流的通路切换至图19所示的电流的通路，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先开通S5，再关断S6，最后开通S7。

本申请实施例中，在第二工作模式下导通的两个开关管中其中一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的目标开关管相同的情况下，控制器分步骤导通或关断开关管，在控制器切换开关管的状态的过程中，由于至少一个开关管处于导通状态，因此，变压器副边绕组的电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的状态的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

下文结合变压器的副边绕组的电流方向介绍控制器340控制逆变器从第二工作模式向第一工作模式切换的过程。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同的情况下，先关断第一工作模式下半桥电路331的单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，再同时开通第一工作模式下半桥电路331的双向电流通路中未导通的开关管，以控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值且在第二工作模式下导通的两个开关管中仅一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的三个目标开关管其中一个开关管相同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相反的情况下，先开通双向电流通路中续流方向与单向电流通路的电流方向相同的开关管，再关断单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，然后开通双向电流通路中未导通的开关管，以控制逆变器从第二工作模式切换至第一工作模式。

本申请实施例中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

下文以变压器串联电感Ls为例分情况进行说明。

情况三：交流电压从O区进入P区

(1)第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通且下半桥臂包括的两个开关管关断切换至第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通且上半桥臂包括的另一个开关管关断

A、电感电流为正时

参考上述图24和图25，若要从图25所示的电流的通路切换至24所示的电流的通路，此时，电感电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路(即图24中的(a)所示的电流通路)中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断单向电流通路不属于目标开关管中的开关管，即S8。再开通第一工作模式下的双向电流通路中未导通的开关管，即S5、S7。

本申请实施例中，控制器340先关断S8，此时仅有S6处于导通状态，电感电流通过S6、S8上的续流二极管、Cx1、Cs2形成续流通路。待S8完全关断后导通S5、S7，此时S5、S6、S7处于导通状态，电感电流的其中一个续流通路如图24所示。

本申请实施例中，若电感电流方向与单向电流通路中的电流的方向相同，控制器340先关断S8。待S8完全关断后，同时开通S5、S7。这一过程中，控制器340执行了2次动作，与没有判断电感电流方向的方案相比，减少了控制器340动作的次数。

B、电感电流为负时

若要从图27所示的电流的回路切换至图26所示的电流的回路，电感电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路(即图24中的(a)所示的电流通路)中的电流方向相反，控制器340切换开关管的逻辑动作请参考上述从O区切换至P区的有关图15和图16的内容，不再赘述。

(2)第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通切换至第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

A、电感电流为正时

若要从图29所示的电流的通路切换至28所示的电流的通路，控制器340切换开关管的逻辑动作请参考上述从O区切换至P区的情况下有关图13和图14的内容，不再赘述。

B、电感电流为负时

参考上述图30和图31，若要从图31所示的电流的通路切换至30所示的电流的通路，此时，电感电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路(即图30中的(b)所示的电流通路)中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断S5，再开通S6、S8。

情况四：交流电压从O区进入N区

(1)第二工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的两个开关管关断切换至第一工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断

A、电感电流为正时

参考上述图32和图33，若要从图33所示的电流的通路切换至32所示的电流的通路，控制器340切换开关管的逻辑动作请参考上述从O区切换至N区的有关图19和图20的内容，不再赘述。

B、电感电流为负时

参考上述图34和图35，若要从图35所示的电流的通路切换至34所示的电流的通路，此时，电感电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路(即图32中的(a)所示的电流通路)中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断S6，再同时开通S5、S7。

(2)第二工作模式下上半桥臂包括的两个开关管关断，下半桥臂包括的两个开关管导通切换至第一工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

A、电感电流为正时

参考上述图36和图37，若要从图37所示的电流的通路切换至36所示的电流的通路，此时，电感电流的方向与第一工作模式下的单向电流通路(即图36中的(b)所示的电流通路)中的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压的绝对值从小于等于预设电压阈值的绝对值变换为大于预设电压阈值的绝对值，控制器340先关断S7，再同时开通S6、S8。

B、电感电流为负时

参考上述图38和图39，若要从图39所示的电流的通路切换至38所示的电流的通路，控制器340切换开关管的逻辑动作请参考上述从O区切换至N区的有关图17和图18的内容，不再赘述。

本申请实施例中，在第二工作模式下导通的两个开关管中其中一个开关管与待切换的第一工作模式下导通的目标开关管相同的情况下，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态，尤其是在流经变压器副边绕组的电流的方向与待切换的第一工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同时，减少了控制器动作的次数。

基于此，上文已介绍了交流电压在P区/N区与O区之间进行切换。在一些情况下，当交流电压处于P区/N区且电压峰值较小时，由于一些干扰会导致交流电压极性发生反转，使得逆变器在第一工作模式包括的正电压工作模式和负电压工作模式之间切换。

一种实施例中，控制器340用于响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制逆变器从第一工作模式的正电压工作模式切换至第一工作模式的负电压工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

控制器340还用于响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制逆变器340从第一工作模式的负电压工作模式切换至第一工作模式的正电压工作模式，以使桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

示例性地，假设预设正电压阈值为20V，预设负电压阈值为-20V，若滤波电路332从输出10V的电压变换为输出-10V的电压，控制器340控制逆变器从第一工作模式的正电压工作模式切换至第一工作模式的负电压工作模式。控制器在切换逆变器的工作模式的过程中，控制桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通，从而使得变压器副边绕组的电流在任一时刻存在续流通路以及避免副边开关管出现直通的情况。

类似地，若滤波电路332从输出-10V的电压变换为输出10V的电压，控制器340控制逆变器从第一工作模式的负电压工作模式切换至第一工作模式的正电压工作模式。控制器在切换逆变器的工作模式的过程中，控制桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通，从而使得变压器副边绕组的电流在任一时刻存在续流通路以及避免副边开关管出现直通的情况。

本申请实施例中，控制器响应于滤波电路输出的交流电压大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制逆变器从正电压工作模式切换至负电压工作模式；或者，控制器响应于滤波电路输出的交流电压小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制逆变器从负电压工作模式切换至正电压工作模式；使得桥臂包括的四个开关管中至少一个开关管导通，从而变压器副边绕组的电流在任一时刻均存在续流通路，且控制桥臂包括的四个开关管中最多三个开关管导通，不会出现副边开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径相同的情况下，先关断正电压工作模式下已导通的三个开关管中不属于目标开关管的开关管，再开通目标开关管中未导通的开关管，以控制逆变器从正电压工作模式切换至负电压工作模式。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径不同的情况下，先关断正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通正电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通正电压工作模式半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，以控制逆变器从正电压工作模式切换至负电压工作模式，目标开关管为负电压工作模式下导通的开关管。

其中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通。单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，控制器340可以根据初始工作模式和目标工作模式这两个工作模式的双向电路通路的路径是否一致切换开关管的状态，详见下文。其中，本申请实施例中，初始工作模式为正电压工作模式，目标工作模式为负电压工作模式。换句话说，本申请实施例是控制器340控制逆变器从正电压工作模式向负电压工作模式切换。

情况五：交流电压从P区切换至N区

(1)初始工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的开关管的状态与初始工作模式的开关管的状态相反

图40和图42为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区时的电流回路的示意图，其中，图40所示的电流方向与图42所示的电流方向相反。图41和图43本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区时的电流回路的示意图，其中，图41所示的电流方向与图43所示的电流方向相反。

图40和图42所示的开关管的状态和电流回路请参考上述图5的内容，图41和图43所示的开关管的状态和电流回路请参考上述图9的内容，不再赘述。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S6、S8、S7，目标工作模式下导通的开关管为S6、S8、S5。由于初始工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的目标工作模式下的双向电流通路的路径相同，即均通过S6、S8、Cx1、Cs2也形成双向电流通路。因此，若从初始工作模式切换至目标工作模式，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340关断初始工作模式下已导通的三个开关管中不属于目标开关管的开关管，即S7，从而S6、S8处于导通状态，电感电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成续流通路。待S7完全关断后，控制器340开通目标开关管中未导通的开关管，即S5，从而S5、S6、S8处于导通状态，电感电流除了通过S6、S8、Cx1、Cs2形成续流通路外，还通过Cs1、Cx1、S7上的续流二极管、S5形成续流通路。

在控制器340切换开关管的状态的过程中，电感Ls电流始终存在续流通路，且任一时刻，均未出现S5、S6、S7、S8这4个开关管直通的情况，消除开关管损坏的风险。

(2)初始工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管导通，上半桥臂包括的开关管的状态与初始工作模式的开关管的状态相反

图44和图46为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区时的电流回路的示意图，其中，图44所示的电流方向与图46所示的电流方向相反。图45和图47为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区时的电流回路的示意图，其中，图45所示的电流方向与图47所示的电流方向相反。

图44和图46所示的开关管的状态和电流回路请参考上述图7的内容，图45和图47所示的开关管的状态和电流回路请参考上述图11的内容；不再赘述。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S5、S7、S6，目标工作模式下导通的开关管为S5、S7、S8。由于初始工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的目标工作模式下的双向电流通路的路径相同，因此，若从初始工作模式切换至目标工作模式，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340先关断S6，再开通S8。为了简洁，切换过程中，电感电流的续流通路不再详细说明。

(3)初始工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管导通以及上半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括另一个开关管关断

图48和图50为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区时的电流回路的示意图，其中，图48所示的电流方向与图50所示的电流方向相反。图49和图51为本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区时的电流回路的示意图，其中，图49所示的电流方向与图51所示的电流方向相反。

图48和图50中开关管的状态以及电流通路请参考上述图5的内容；图49和图51中开关管的状态以及电流通路请参考上述图11的内容，不再赘述。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S6、S8、S7，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流通路；目标工作模式下导通的开关管为S5、S7、S8，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流通路。由于两种工作模式下形成的双向电流通路的路径不同，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340先关断S8，再开通S5，然后关断S6，最后开通S8。

(4)初始工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

图52和图54为本申请实施例提供的再一种交流电压处于P区时的电流回路的示意图，其中，图52所示的电流方向与图54所示的电流方向相反。图53和图55本申请实施例提供的再一种交流电压处于N区时的电流回路的示意图，其中，图53所示的电流方向与图55所示的电流方向相反。

图52和图54中开关管的状态以及电流通路请参考上述图7的内容；图53和图55中开关管的状态以及电流通路请参考上述图9的内容，不再赘述。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S5、S7、S6，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流通路；目标工作模式下导通的开关管为S6、S8、S5，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流通路。由于两种工作模式下形成的双向电流的路径不同，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340先关断S5，再开通S8，再关断S7，最后开通S5。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径相同的情况下，先关断负电压工作模式下已导通的三个开关管中不属于目标开关管的开关管，再开通目标开关管中未导通的开关管，以控制逆变器从负电压工作模式切换至正电压工作模式，目标开关管为正电压工作模式下导通的开关管。

在一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径不同的情况下，先关断负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通负电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。

其中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通；单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，控制器340可以根据初始工作模式和目标工作模式这两个工作模式的双向电路通路的路径是否一致切换开关管的状态，详见下文。其中，本申请实施例中，初始工作模式为负电压工作模式，目标工作模式为正电压工作模式。换句话说，本申请实施例是控制器340控制逆变器从负电压工作模式向正电压工作模式切换。

情况六：交流电压从N区切换至P区

(1)初始工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管导通，下半桥臂包括的开关管的状态与初始工作模式的开关管的状态相反

参考上述图40～图43，图41和图43所示的为初始工作模式下的开关管的状态。图40图42所示的为目标工作模式下的开关管的状态。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S6、S8、S5，目标工作模式下导通的开关管为S6、S8、S7。由于初始工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的目标工作模式下的双向电流通路的路径相同，因此，若从初始工作模式切换至目标工作模式，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S5，然后开通S7。

(2)初始工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管导通，上半桥臂包括的开关管的状态与初始工作模式的开关管的状态相反

参考上述图44～图47，图45和图47所示的为初始工作模式下的开关管的状态。图44图46所示的为目标工作模式下的开关管的状态。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S5、S7、S8，目标工作模式下导通的开关管为S5、S7、S6。由于初始工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的目标工作模式下的双向电流通路的路径相同，因此，若从初始工作模式切换至目标工作模式，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S8，再开通S6。

(3)初始工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管导通以及上半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图48～图51，图49和图51所示的为初始工作模式下的开关管的状态。图48和图50所示的为目标工作模式下的开关管的状态。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S5、S7、S8，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流通路；目标初始工作模式下导通的开关管为S6、S8、S7，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流通路。由于两种工作模式下形成的双向电流的路径不同，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S7，再开通S6，再关断S5，最后开通S7。

(4)初始工作模式下，下半桥臂包括的两个开关管以及上半桥臂包括的一个开关管导通，上半桥臂包括的另一个开关管关断；切换至目标工作模式下，上半桥臂包括的两个开关管以及下半桥臂包括的一个开关管导通，下半桥臂包括的另一个开关管关断

参考上述图52～图55，图53和图55所示的为初始工作模式下的开关管的状态。图52和图54所示的为目标工作模式下的开关管的状态。

本申请实施例中，初始工作模式下导通的开关管为S6、S8、S5，电流通过S6、S8、Cx1、Cs2形成双向电流通路；目标初始工作模式下导通的开关管为S5、S7、S6，电流通过S5、S7、Cx1、Cs1形成双向电流通路。由于两种工作模式下形成的双向电流的路径不同，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S6，再开通S7，再关断S8，最后开通S6。

本申请实施例中，控制器根据初始工作模式与待切换的目标工作模式的双向电流通路的路径是否相同，分情况切换开关管的状态，在控制器切换开关管的状态的过程中，保证了至少一个开关管处于导通状态，因此，电感电流始终存在续流通路。而且，控制器切换开关管的过程中，按照顺序依次导通或关断开关管，在任一时刻桥臂包括的四个开关管中只有部分开关管处于导通状态，避免出现开关管直通的情况，从而消除了由于交流电压极性判断不准确引起的开关管损坏的风险。

一种实施例中，控制器340可以结合流经变压器的副边绕组的电流的方向从正电压工作模式切换至负电压工作模式。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与正电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中的电流方向相同的情况下，先关断正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中除目标开关管之外的开关管，再开通正电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，目标开关管为负电压工作模式下导通的开关管。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值且在正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径与待切换的负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与正电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中的电流方向相反的情况下，先关断正电压工作模式下半桥电路的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通正电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。

本申请实施例中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通。单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，初始工作模式为正电压工作模式，目标工作模式为负电压工作模式。换句话说，本申请实施例是控制器340控制逆变器从正电压工作模式向负电压工作模式切换。

情况五：交流电压从P区切换至N区

(1)参考上述图48～图51，初始工作模式下的单向电流通路中电流方向为图50中的(a)所示的电流方向，若流经电感电流的方向与图50中的(a)所示的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340关断初始工作模式下的双向电流通路中除目标开关管之外的开关管，即S6，从而S7、S8处于导通状态，电感电流通过S6上的续流二极管、S8、Cx1、Cs2形成续流通路，以及通过Cs1、Cx1、S7、S5上的续流二极管形成续流通路。待S6完全关断后，控制器340开通单向电流通路中未导通的开关管，即S5，从而S5、S7、S8处于导通状态，电感电流通过S6上的续流二极管、S8、Cx1、Cs2形成续流通路，以及通过Cs1、Cx1、S7、S5形成续流通路。

若流经电感电流的方向与图50中的(a)所示的电流方向相反，控制器340的逻辑动作与未结合流经电感电流的方向的逻辑动作类似，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340先关断S8，再开通S5，然后关断S6，最后开通S8。

(2)参考上述图52～图55，初始工作模式下的单向电流通路中电流方向为图52中的(a)所示的电流方向，若流经电感电流的方向与图52中的(a)所示的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340先关断S7，再开通S8。

若流经电感电流的方向与图52中的(a)所示的电流方向相反，控制器340的逻辑动作与未结合流经电感电流的方向的逻辑动作类似，响应于滤波电路332输出的交流电压从大于预设正电压阈值变换为小于预设负电压阈值，控制器340先关断S5，再开通S8，再关断S7，最后开通S5。

一种实施例中，控制器340可以结合流经变压器的副边绕组的电流的方向从负电压工作模式切换至正电压工作模式。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与负电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中的电流方向相同的情况下，先关断负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中除目标开关管之外的开关管，再开通负电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，目标开关管为正电压工作模式下导通的开关管。

一种实施例中，控制器340用于：响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值且在负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径与待切换的正电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路的路径不同以及流经变压器的副边绕组的电流的方向与负电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中的电流方向相反的情况下，先关断负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管，再开通负电压工作模式下半桥电路331的单向电流通路中未导通的开关管，然后关断负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的另外一个已导通的开关管，最后开通负电压工作模式下半桥电路331的双向电流通路中的续流方向与流经变压器的副边绕组的电流的方向相同的开关管。

本申请实施例中，双向电流通路中，流过变压器的副边绕组的电流方向包括两种，且电流流过的上半桥臂或下半桥臂的两个开关管均导通。单向电流通路中，流过副边绕组的电流方向仅有一种，且电流流过上半桥臂或下半桥臂的两个开关管中仅一个开关管导通。

本申请实施例中，初始工作模式为正电压工作模式，目标工作模式为负电压工作模式。换句话说，本申请实施例是控制器340控制逆变器从负电压工作模式向正电压工作模式切换。

情况六：交流电压从N区切换至P区

(1)参考上述图48～图51，初始工作模式下的单向电流通路中电流方向为图51中的(b)所示的电流方向，若流经电感电流的方向与图51中的(b)所示的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S5，再开通S6，以控制逆变器从初始工作模式切换至目标工作模式。

若流经电感电流的方向与图51中的(b)所示的电流方向相反，控制器340的逻辑动作与未结合流经电感电流的方向的逻辑动作类似，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S7，再开通S6，再关断S5，最后开通S7，以控制逆变器从初始工作模式切换至目标工作模式。

(2)参考上述图52～图55，初始工作模式下的单向电流通路中电流方向为图53中的(b)所示的电流方向，若流经电感电流的方向与图53中的(b)所示的电流方向相同，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S8，再开通S7，以控制逆变器从初始工作模式切换至目标工作模式。

若流经电感电流的方向与图53中的(b)所示的电流方向相反，响应于滤波电路332输出的交流电压从小于预设负电压阈值变换为大于预设正电压阈值，控制器340先关断S6，再开通S7，再关断S8，最后开通S6，以控制逆变器从初始工作模式切换至目标工作模式。

需要说明的时，在控制器340切换开关管的过程中，控制器340均在控制开关管改变通断状态的切换动作完成之后，控制其他开关管开始执行改变通断状态的切换动作。且控制器340在切换开关管的过程中，电感电流始终存在续流通路，不再一一说明。

本申请实施例提供中，若初始工作模式下的双向电流通路的路径与待切换的目标工作模式下的双向电流通路的路径不同，控制器结合变压器副边绕组的电流方向切换开关管的状态。尤其是在流经变压器副边绕组的电流的方向与待切换的初始工作模式下的单向电流通路中的电流的方向相同时，控制器动作的次数减少。

需要说明的是，上述各实施例中所示的示意图中开关管均是共源极，如S8的源极和S6的源极连接，S7的源极和S5的源极连接。本申请实施例中开关管也可以是共漏极，如图56所示，图中所示的S8的漏极和S6的漏极连接，S7的漏极和S5的漏极连接，不予限制。换句话说，图56所示的S8的续流二极管和S6的续流二极管的阴极连接，S7的续流二极管和S5的续流二极管的阴极连接。

图57为本申请实施例提供的一种发波控制方法的示意图。应理解，方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的内容可以参见上文方法实施例，不再赘述。

其中，发波控制方法应用于逆变器，发波控制方法包括步骤S570～S572：

S570，在第一工作模式下，控制逆变器的桥臂中四个开关管中其中三个开关管均导通，剩余的一个开关管关断，其中，逆变器的副边电路包括半桥电路和滤波电路，半桥电路包括桥臂，桥臂包括上半桥臂和下半桥臂，上半桥臂和下半桥臂均包括一组开关管，每组开关管包括的两个开关管分别包括一个并联的续流二极管，每组开关管并联的两个续流二极管的续流方向相反。

S571，在第二工作模式下，控制上半桥臂中的两个开关管均导通且下半桥臂中的两个开关管均关断，或者，控制上半桥臂中的两个开关管均关断且下半桥臂中的两个开关管均导通。

S572，响应于滤波电路输出的交流电压的绝对值从大于预设电压阈值的绝对值变换为小于等于预设电压阈值的绝对值，控制副边电路从第一工作模式切换至第二工作模式，以使四个开关管中至少一个开关管导通且最多三个开关管导通。

上文逆变器的各实施例中，在不同条件下控制器用于切换开关管的状态仍然适应方法上实施例，为了简洁，本申请不再一一列举。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有用于实现上述方法实施例中由控制器执行的方法的计算机指令。

本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，该指令被计算机执行时使得该计算机实现上述方法实施例中由控制器执行的方法。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。