升压并网逆变器及其控制方法技术

本发明专利技术公布了升压并网逆变器及其控制方法，属逆变器及其控制方法。本发明专利技术的升压并网逆变器包括输入电源、第一滤波电感、第二滤波电感、第一开关管、第二开关管、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、滤波电路和电网；其控制方法是存在降压和升压两种工作模式，当输入电源大于电网电压的绝对值时，工作在降压模式；当输入电源不大于电网电压的绝对值时，工作在升压模式。本发明专利技术适用于宽输入电压的场合，没有传统桥式逆变器桥臂的功率管直通问题，大大提高了系统的可靠性；各开关管不需要设死区时间；可实现单级升降压变换，不需要传统降压型并网逆变器的两级变换；只需要3个隔离驱动电源；输入输出电流脉动小。

【技术实现步骤摘要】
升压并网逆变器及其控制方法
本专利技术涉及一种逆变器及其控制方法，尤其是一种升压并网逆变器及其控制方法。
技术介绍
随着环境污染的日益加剧和化石能源的不断紧缺，燃料电池、风能和太阳能等可再生能源由于具有清洁安全、无污染、可再生等优点而越来越受到人们的关注。但太阳能电池和燃料电池等的输出为直流电，而电网电压为交流电，因此，并网逆变器成为分布式发电系统和微电网的重要组成部分。又由于太阳能电池和燃料电池等的输出电压范围宽，有时低于电网电压，有时高于电网电压，因此，采用传统的单级降压型逆变器无法实现，通常需要再加一个前级DC-DC变换器，从而提高了系统的复杂性，降低了可靠性，增加了系统的成本。公开文献(CN102005962B)公开的升降压并网逆变器及其控制方法，实现了单级升降压变换的功能，具有高的可靠性；公开文献(CN103219912B)公开的一种适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法，在公开文献(CN102005962B)主电路拓扑的基础上，提出了一种新的控制方法，可工作在升降压和降压两种模式。但上述公开文献存在如下问题：主电路需要4个隔离驱动电源，成本较高；当输入电压较低时，都工作在升降压模式，输入输出电流脉动大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中并网逆变器的缺点，提出一种驱动电源少、输入输出电流脉动小的升压并网逆变器及其控制方法。本专利技术的升压并网逆变器，包括输入电源Uin、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第一开关单元1、第二开关单元2、第三开关单元3、第四开关单元4、滤波电路5和电网ug，其中第一开关单元1包括第三开关管S3和第三二极管D3，第二开关单元2包括第四开关管S4和第四二极管D4，第三开关单元3包括第五开关管S5和第一二极管D1，第四开关单元4包括第六开关管S6和第二二极管D2，滤波电路5包括滤波电感Lg、阻尼电阻Rd和滤波电容Cf。具体拓扑结构为：输入电源Uin的正极连接第一开关管S1的一端和第二开关管S2的一端，输入电源Uin的负极分别连接第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极、第三开关管S3的一端和第四开关管S4的一端，第一开关管S1的另一端连接第五开关管S5的一端和第一滤波电感L1的一端，第一滤波电感L1的另一端分别连接第三二极管D3的阳极、滤波电感Lg的一端和阻尼电阻Rd的一端，第三二极管D3的阴极连接第三开关管S2的另一端，阻尼电阻Rd的另一端连接滤波电容Cf的一端，滤波电感Lg的另一端连接电网ug的正极，电网ug的负极分别连接滤波电容Cf的另一端、第二滤波电感L2的一端和第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接第四开关管S4的另一端，第二滤波电感L2的另一端连接第二开关管S2的另一端和第六开关管S6的一端，第六开关管S6的另一端连接第二二极管D2的阴极。第一开关管S1和第五开关管S5驱动信号共地，第二开关管S2和第六开关管S6驱动信号共地，第三开关管S3和第四开关管S4驱动信号共地。第一～第六开关管为IGBT或MOSFET。第一～第四二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管。本专利技术的升压并网逆变器的控制方法：存在降压和升压两种工作模式，当输入电源Uin大于电网ug的绝对值时，工作在降压模式；当输入电源Uin不大于电网ug的绝对值时，工作在升压模式。在降压工作模式时，当电网ug大于等于零时，第四开关管S4常通，第二开关管S2、第三开关管S3和第六开关管S6常断，第一开关管S1和第五开关管S5互补开通关断，通过调节第一开关管S1的占空比来调节电网电流ig的大小，保证电网电流ig与电网ug同频同相；当电网ug小于零时，第三开关管S3常通，第一开关管S1、第四开关管S4和第五开关管S5常断，第二开关管S2和第六开关管S6互补开通关断，通过调节第二开关管S2的占空比来调节电网电流ig的大小，保证电网电流ig与电网ug同频同相。在升压工作模式时，第五开关管S5和第六开关管S6常断，第三开关管S3和第四开关管S4互补开通关断，通过调节第三开关管S3的占空比来调节电网电流ig的大小，保证电网电流ig与电网ug同频同相；当电网ug大于等于零时，第一开关管S1常通，第二开关管S2常断；当电网ug小于零时，第二开关管S2常通，第一开关管S1常断。本专利技术的升压并网逆变器及其控制方法适用于宽输入电压的场合，没有传统桥式逆变器桥臂的功率管直通问题，大大提高了系统的可靠性；各开关管不需要设死区时间；可实现单级升降压变换，不需要传统降压型并网逆变器的两级变换；只需要3个隔离驱动电源；输入输出电流脉动小。附图说明图1：本专利技术的升压并网逆变器的拓扑结构图。图中的主要符号名称：Uin——电源电压，S1～S6——功率开关管，D1～D4——二极管，L1，L2——滤波电感，Lg——网侧滤波电感，Cf——滤波电容，Rd——阻尼电阻，ug——电网电压，ig——电网电流，iL1，iL2——电感L1和L2的电流。具体实施方式由图1可知，本申请的升压并网逆变器，包括输入电源Uin、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第一开关单元1、第二开关单元2、第三开关单元3、第四开关单元4、滤波电路5和电网ug，其中第一开关单元1包括第三开关管S3和第三二极管D3，第二开关单元2包括第四开关管S4和第四二极管D4，第三开关单元3包括第五开关管S5和第一二极管D1，第四开关单元4包括第六开关管S6和第二二极管D2，滤波电路5包括滤波电感Lg、阻尼电阻Rd和滤波电容Cf。具体拓扑结构为：输入电源Uin的正极连接第一开关管S1的一端和第二开关管S2的一端，输入电源Uin的负极分别连接第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极、第三开关管S3的一端和第四开关管S4的一端，第一开关管S1的另一端连接第五开关管S5的一端和第一滤波电感L1的一端，第一滤波电感L1的另一端分别连接第三二极管D3的阳极、滤波电感Lg的一端和阻尼电阻Rd的一端，第三二极管D3的阴极连接第三开关管S2的另一端，阻尼电阻Rd的另一端连接滤波电容Cf的一端，滤波电感Lg的另一端连接电网ug的正极，电网ug的负极分别连接滤波电容Cf的另一端、第二滤波电感L2的一端和第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接第四开关管S4的另一端，第二滤波电感L2的另一端连接第二开关管S2的另一端和第六开关管S6的一端，第六开关管S6的另一端连接第二二极管D2的阴极。第一开关管S1和第五开关管S5驱动信号共地，第二开关管S2和第六开关管S6驱动信号共地，第三开关管S3和第四开关管S4驱动信号共地。第一～第六开关管为IGBT或MOSFET。第一～第四二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管。本申请的升压并网逆变器的控制方法：存在降压和升压两种工作模式，当输入电源Uin大于电网ug的绝对值时，工作在降压模式；当输入电源Uin不大于电网ug的绝对值时，工作在升压模式。在降压工作模式时，当电网电压ug大于等于零时，第四开关管S4常通，第二开关管S2、第三开关管S3和第六开关管S6常断，第一开关管S1和第五开关管S5互补开通关断，通过调节第一开关管S1的占空比来调节电网电流ig的大小，保证电网电流ig与电网电压ug同频同相本文档来自技高网...

【技术保护点】
升压并网逆变器，其特征在于包括输入电源U

【技术特征摘要】
1.升压并网逆变器，其特征在于包括输入电源Uin、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第一开关单元1、第二开关单元2、第三开关单元3、第四开关单元4、滤波电路5和电网ug，其中第一开关单元1包括第三开关管S3和第三二极管D3，第二开关单元2包括第四开关管S4和第四二极管D4，第三开关单元3包括第五开关管S5和第一二极管D1，第四开关单元4包括第六开关管S6和第二二极管D2，滤波电路5包括滤波电感Lg、阻尼电阻Rd和滤波电容Cf。具体拓扑结构为：输入电源Uin的正极连接第一开关管S1的一端和第二开关管S2的一端，输入电源Uin的负极分别连接第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极、第三开关管S3的一端和第四开关管S4的一端，第一开关管S1的另一端连接第五开关管S5的一端和第一滤波电感L1的一端，第一滤波电感L1的另一端分别连接第三二极管D3的阳极、滤波电感Lg的一端和阻尼电阻Rd的一端，第三二极管D3的阴极连接第三开关管S2的另一端，阻尼电阻Rd的另一端连接滤波电容Cf的一端，滤波电感Lg的另一端连接电网ug的正极，电网ug的负极分别连接滤波电容Cf的另一端、第二滤波电感L2的一端和第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接第四开关管S4的另一端，第二滤波电感L2的另一端连接第二开关管S2的另一端和第六开关管S6的一端，第六开关管S6的另一端连接第二二极管D2的阴极。2.根据权利要求1所述的升压并网逆变器，所述第一开关管S1和第五开关管S5驱动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志垒，夏基胜，徐静，徐进，顾春雷，阚加荣，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32