单级式逆变器制造技术

本申请公开了一种单级式逆变器，包括两路拓扑结构相同的升压斩波电路，其中：每一路升压斩波电路包括输入电感、第一功率开关管、第二功率开关管和输出电容；第一功率开关管和输入电感串联后接在直流源两端；第二功率开关管和输出电容串联后接在第一功率开关管两端；两路升压斩波电路输入并联，其输出电容的负极分别接在交流源两端；两路升压斩波电路的占空比分别为1-1/(a+b1sinθ)和1-1/(a+b2sinθ)，a为任意常数，b1和b2为互不相等的非零常数，以在实现升压和逆变功能的前提下，提高能量转换效率，降低系统硬件成本。此外，本申请还能拓展到三相系统使用。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请公开了一种单级式逆变器，包括两路拓扑结构相同的升压斩波电路，其中：每一路升压斩波电路包括输入电感、第一功率开关管、第二功率开关管和输出电容；第一功率开关管和输入电感串联后接在直流源两端；第二功率开关管和输出电容串联后接在第一功率开关管两端；两路升压斩波电路输入并联，其输出电容的负极分别接在交流源两端；两路升压斩波电路的占空比分别为1-1/(a+b1sinθ)和1-1/(a+b2sinθ)，a为任意常数，b1和b2为互不相等的非零常数，以在实现升压和逆变功能的前提下，提高能量转换效率，降低系统硬件成本。此外，本申请还能拓展到三相系统使用。【专利说明】单级式逆变器
本技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及单级式逆变器。
技术介绍
具备升压和逆变功能的多级式逆变器是光伏发电储能系统常用的能量转换装置。传统的多级式逆变器至少包括:一级直流-直流变换电路和一级逆变单路，其中所述直流-直流变换电路可以是升压斩波电路、降压斩波电路或者升降压斩波电路。 但是，由于所述多级式逆变器的能量变化环节多且拓扑结构复杂，因而降低了能量转换效率，且增加了系统硬件成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种单级式逆变器，以在实现升压和逆变功能的前提下，提高能量转换效率，降低系统硬件成本。 一种单级式逆变器，包括两路拓扑结构相同的升压斩波电路，其中: 每一路所述升压斩波电路包括输入电感、第一功率开关管、第二功率开关管和输出电容；所述第一功率开关管和所述输入电感串联后接在直流源两端；所述第二功率开关管和所述输出电容串联后接在所述第一功率开关管两端； 两路所述升压斩波电路的输入并联，且其输出电容的负极分别接在交流源两端； 两路所述升压斩波电路的占空比分别为l_l/(a+blSin Θ )和l_l/(a+b2sin Θ )，式中，a为任意常数，Id1和b2为互不相等的非零常数。 其中，所述单级式逆变器在逆变正半周共有四种工作模态，包括: 功率开关管Qhi和功率开关管Qh2闭合、功率开关管Qh3和功率开关管Qh4断开时，第一路所述升压斩波电路的输入电感储能、第二路所述升压斩波电路输出能量的第一工作模态； 功率开关管Qhi和功率开关管Qh3闭合、功率开关管Qh2和功率开关管Qh4断开时，两路所述升压斩波电路的输入电感储能、交流侧通过两路所述升压斩波电路的输出电容续流的第二工作模态； 功率开关管Qh3和功率开关管Qh4闭合、功率开关管Qm和功率开关管Qh2断开时，第一路所述升压斩波电路输出能量、第二路所述升压斩波电路的输入电感储能的第三工作模态； 功率开关管Qh2和功率开关管Qh4闭合、功率开关管Qm和功率开关管Qh3断开时，两路所述升压斩波电路均输出能量的第四工作模态； 其中，上述功率开关管Qhi和功率开关管Qh4分别表征第一路所述升压斩波电路的第一功率开关管和第二功率开关管；上述功率开关管Qh3和功率开关管Qh2分别表征第二路所述升压斩波电路的第一功率开关管和第二功率开关管。 可选地，所述单级式逆变器还包括:位于所述交流源两端的滤波电感。 其中，所述第一功率开关管为MOS或IGBT ;所述第二功率开关管为MOS或IGBT。 一种单级式逆变器，包括三路拓扑结构相同的升压斩波电路，其中: 每一路所述升压斩波电路包括输入电感、第一功率开关管、第二功率开关管和输出电容，所述第一功率开关管和所述输入电感串联后接在直流源两端；所述第二功率开关管和所述输出电容串联后接在所述第一功率开关管两端； 三路所述升压斩波电路的输入并联，且其输出电容的负极分别接三相交流源的A相输入端、B相输入端和C相输入端； 三路所述升压斩波电路的占空比分别为l-l/(a+bisin0)u-l/(a+b2sin0)和 1-1/ (a+b3sin Θ )，式中，a为任意常数，b2和b3为互不相等的非零常数。 可选地，单级式逆变器还包括:位于所述三相交流源的A相输入端、B相输入端和C相输入端的滤波电感。 其中，所述第一功率开关管为MOS或IGBT ;所述第二功率开关管为MOS或IGBT。 从上述的技术方案可以看出，本技术利用两路输出为正弦波(可带直流偏置)的升压斩波电路构建单级式逆变器，只需通过将这两路升压斩波电路的输入并联，并将其输出电容的负极接在交流源两端，就可达到升压和逆变的目的，为所述交流源提供交流电；相较于现有的多级式逆变器，本技术拓扑结构简单，硬件成本低；且本技术的能量变化环节仅为一级，因此能量转换效率高。此外，本技术还可扩展到三相系统使用，应用范围广。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。 图1为本技术实施例一公开的一种单级式逆变器结构示意图； 图2a_2d分别为图1所示单级式逆变器在不同工作模态下的电流走向示意图； 图3为本技术实施例一公开的又一种单级式逆变器结构示意图； 图4为本技术实施例二公开的一种单级式逆变器结构示意图； 图5为本技术实施例二公开的又一种单级式逆变器结构示意图。 【具体实施方式】 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 参见图1，本技术实施例一公开了一种单级式逆变器，以在实现升压和逆变功能的前提下，提高能量转换效率，降低系统硬件成本，包括:两路拓扑结构相同的升压斩波电路，其中: 第一路升压斩波电路包括输入电感Lb1、功率开关管Qh1、功率开关管Qm和输出电容C1 ;功率开关管Qm和输入电感Lbi串联后接在直流源DC两端；功率开关管Qh4和输出电容C1串联后接在功率开关管Qhi两端； 第二路升压斩波电路包括输入电感Lb2、功率开关管Qh2、功率开关管Qm和输出电容C2 ;功率开关管Qh3和输入电感Lb2串联后接在直流源DC两端；功率开关管Qh2和输出电容C2串联后接在功率开关管Qra两端； 输出电容C1和输出电容C2的负极分别接在交流源AC两端； 第一路升压斩波电路的占空KD1 = l_l/(a+blSin0)，第二路升压斩波电路的占空比D2 = l-l/(a+b2sin Θ )，式中，a为任意常数，Id1和b2为互不相等的非零常数。 由上述描述可以看出，本实施例利用两路升压斩波电路构建得到了一种单级式逆变器，其结构特征概括如下: I)两路升压斩波电路的拓扑结构完全相同； 2)两路升压斩波电路共用直流源，因而满足输入并联的电路连接关系； 3)两路升压斩波电路的输出电容的负极分别接在交流源两端，因而两个输出电容的输出电压之差即为交流源两端电压，这同时也是所述单级式逆变器的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单级式逆变器，其特征在于，包括两路拓扑结构相同的升压斩波电路，其中：每一路所述升压斩波电路包括输入电感、第一功率开关管、第二功率开关管和输出电容；所述第一功率开关管和所述输入电感串联后接在直流源两端；所述第二功率开关管和所述输出电容串联后接在所述第一功率开关管两端；两路所述升压斩波电路的输入并联，且其输出电容的负极分别接在交流源两端；两路所述升压斩波电路的占空比分别为1‑1/(a+b1sinθ)和1‑1/(a+b2sinθ)，式中，a为任意常数，b1和b2为互不相等的非零常数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦虎，胡兵，薛丽英，周灵兵，朱瑞林，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34