一种升降压逆变器及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种升降压逆变器及其控制方法，属于电力变换技术领域。包括输入电源U

【技术实现步骤摘要】
一种升降压逆变器及其控制方法
本专利技术涉及电力变换
，更具体地说，涉及一种升降压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，太阳能、风能、燃料电池发电等新能源发电技术由于无污染、可再生等优点受到了人们的关注。但光伏发电、风能和燃料电池发电输出的电能为直流电，而电网电压为交流电。因此并网逆变器是新能源发电技术和电网之间的关键接口电路。又由于光伏发电和燃料电池容易受到外界环境的干扰导致输出电压的变化范围较宽，这就导致输出电压有时高于电网电压，有时低于电网电压，因此要求逆变器具有升降压能力。传统的降压式桥式逆变器无法适应，通常需要前级DC/DC变换器，这就增加了系统的控制复杂性，降低了系统的可靠性。由于传统的桥式逆变器的直通问题，其必须设置死区时间；且传统电路存在漏电流，对系统的安全性有一定影响。中国专利技术专利，公开号：CN106877723A；公开了一种升降压逆变器及其控制方法，实现了单级式的升降压逆变器，可以工作在较宽的输入电压范围内，并且是一种高可靠的升降压逆变器；中国专利技术专利，授权公告号：CN106849177A，授权公告日：2019年1月18日，提出了一种高可靠的宽输入电压范围的升降压逆变器，为一单级式逆变器；中国专利技术专利，授权公告号：CN106849723A，授权公告日：2019年8月2日，在已提出的主电路拓扑的基础上，提出了新的控制方法可以实现电路工作在升压和降压的模态下。但上述专利中提出的逆变器仍存在电路存在漏电流，降低了系统的安全性和效率的问题。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术中升降压逆变器中存在漏电流的技术问题，本专利技术提供了一种升降压逆变器及其控制方法。本专利技术可以实现零漏电流，提高了系统的安全性和效率，且电路体积小、元器件少，降低了电路成本。2.技术方案一方面，本专利技术提出了一种升降压逆变器，包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第四滤波电感L4、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3；其中，第二开关管S2第一端与输入电源Uin一端和第一开关管S1第一端连接，第二开关管S2第二端与第二二极管D2阴极和第二滤波电感L2一端连接；第二二极管D2阳极与第三开关管S3第二端连接；第三开关管S3第一端与输入电源Uin另一端、第一滤波电容C1一端、第一滤波电感L1一端、第四开关管S4第二端、第二滤波电容C2一端和输出侧一端连接；第二滤波电感L2另一端与第四开关管S4第一端、第三二极管D3阳极连接；第三二极管D3阴极与第二滤波电容C2另一端和第五开关管S5第一端连接；第五开关管S5第二端与第四滤波电感L4一端连接；第四滤波电感L4另一端与第三滤波电感L3一端和第六开关管S6第一端连接，第三滤波电感L3另一端与输出侧另一端连接；第六开关管S6第二端与第一滤波电容C1另一端和第一二极管D1阳极连接；第一二极管D1阴极与第一滤波电感L1另一端和第一开关管S1第二端连接。作为本专利技术更进一步地改进，所述的输入电源Uin与输出侧共接地。作为本专利技术更进一步地改进，所述的第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6为MOSFET或IGBT。作为本专利技术更进一步地改进，所述第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3为碳化硅二极管或快恢复二极管。作为本专利技术更进一步地改进，所述的输入电源Uin为直流电源，该直流电源采用蓄电池、燃料电池或光伏电池。作为本专利技术更进一步地改进，所述的输出侧为电网或负载。作为本专利技术更进一步地改进，所述负载的类型为阻性、感性或容性。另一方面，本专利技术还提供了一种升降压逆变器相应的控制方法，分为输入电源Uin>输出侧电压ug、输入电源Uin≤输出侧电压ug两种开关模态：当输入电源Uin>输出侧电压ug，输出侧电压ug正半周时，第一开关管S1、第四开关管S4、第六开关管S6常关，第三开关管S3、第五开关管S5常开，第二开关管S2开关高频；当输入电源Uin>输出侧电压ug，输出侧电压ug负半周时，第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5常关，第六开关管S6常通，第一开关管S1开关高频；当输入电源Uin≤输出侧电压ug，正半周和负半周都工作在升降压模态；输出侧电压ug正半周时，第一开关管S1、第六开关管S6常关，第二开关管S2、第三开关管S3、第五开关管S5常通，第四开关管S4高频开关；输出侧电压ug负半周时，第二开关管S2、第二开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5常关，第六开关管S6常通，第一开关管S1高频开关；正负半周分别只有一个高频开关。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种升降压逆变器，不同于传统的升压/降压模块与逆变器模块组合的技术方案，创造性地采用单级式的电路结构，体积小，元器件数量少，降低了电路成本；且其输入侧与输出侧可共同接地，从而实现零漏电流。(2)本专利技术的一种升降压逆变器，可以在实现升降压的同时，实现逆变的功能，且不存在传统桥式逆变器功率开关管常见的直通问题，提高了系统的可靠性，各开关管无需设置死区时间，提高了并网电流得波形质量。(3)本专利技术的一种升降压逆变器控制方法，可实现升降压逆变器工作在较宽电压值输入范围内，且具备较高转换效率，能适应不同应用场合。附图说明图1为本专利技术的一种升降压逆变器的电路结构示意图；图2为本专利技术中升降压逆变器的工作模态1的等效电路结构示意图；图3为本专利技术中升降压逆变器的工作模态2的等效电路结构示意图；图4为本专利技术中升降压逆变器的工作模态3的等效电路结构示意图；图5为本专利技术中升降压逆变器的工作模态4的等效电路结构示意图；图6为本专利技术中升降压逆变器的工作模态一的等效电路结构示意图；图7为本专利技术中升降压逆变器的工作模态二的等效电路结构示意图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。本专利技术中所述的第一、第二等词语，是为了描述本专利技术的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本专利技术的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。本专利技术所述一种升降压逆变器，其输入电源Uin为直流电源，该直流电源可以为蓄电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升降压逆变器，其特征在于：包括第一滤波电感L

【技术特征摘要】
1.一种升降压逆变器，其特征在于：包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第三滤波电感L3、第四滤波电感L4、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3；其中，
第二开关管S2第一端与输入电源Uin一端和第一开关管S1第一端连接，第二开关管S2第二端与第二二极管D2阴极和第二滤波电感L2一端连接；
第二二极管D2阳极与第三开关管S3第二端连接；
第三开关管S3第一端与输入电源Uin另一端、第一滤波电容C1一端、第一滤波电感L1一端、第四开关管S4第二端、第二滤波电容C2一端和输出侧一端连接；
第二滤波电感L2另一端与第四开关管S4第一端、第三二极管D3阳极连接；
第三二极管D3阴极与第二滤波电容C2另一端和第五开关管S5第一端连接；
第五开关管S5第二端与第四滤波电感L4一端连接；
第四滤波电感L4另一端与第三滤波电感L3一端和第六开关管S6第一端连接，第三滤波电感L3另一端与输出侧另一端连接；
第六开关管S6第二端与第一滤波电容C1另一端和第一二极管D1阳极连接；
第一二极管D1阴极与第一滤波电感L1另一端和第一开关管S1第二端连接。


2.根据权利要求1所述的一种升降压逆变器，其特征在于：所述的输入电源Uin与输出侧共接地。


3.根据权利要求2所述的一种升降压逆变器，其特征在于：所述的第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5和第六开关管S6为MOSFET或IGBT。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪峰，龙子康，江顺德，沈浩，张玉勃，姚志垒，杨云虎，郑诗程，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34