一种可切换输出模式的裂相逆变电路制造技术

本发明专利技术公开了一种可切换输出模式的裂相逆变电路，包括电感La、电感Lb、电感Lc、继电器S1和开关管Q1

【技术实现步骤摘要】
一种可切换输出模式的裂相逆变电路


[0001]本专利技术涉及逆变器
，尤其涉及一种可切换输出模式的裂相逆变电路。

技术介绍

[0002]目前全球存在TN_S、TN_C、TN_C_S、TT、IT等多种电网系统。不同地区的电网系统差异较大，以美国与中国作对比，美国家用供电系统引入为120/240V单相三线，这个240V实际是相位差180
°
的120V单相组成，而中国的是220V单相系统。
[0003]在储能应用领域，逆变器在离网运行，可直接输出120/240V裂相电源，能够满足两种电压的家庭负载使用；而在并网运行时，由于有电网的存在，用户120V负载可由电网提供能源，逆变器输出单相240V即可。如图1所示为现有的裂相输出逆变电路，可实现裂相输出120V和240V电源，能够满足离网同时输出两个电压的基本功能，可应用在类似美国裂相电网结构的系统中，但是其在并网应用中，逆变器共有三个桥臂一起工作，开关管与电感损耗大，效率低下，在光伏发电或者储能应用领域，严重影响用户投资效益。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可切换输出模式的裂相逆变电路，包括电感La、电感Lb、电感Lc、继电器S1和开关管Q1-Q8，所述开关管Q1与Q2串联、开关管Q3与Q4串联、开关管Q5与Q6串联后两两并联连接，所述电感La的一端连接至开关管Q1与Q2之间、所述电感Lc的一端连接至开关管Q5与Q6之间，所述电感Lb的一端连接继电器S1后接至开关管Q3与Q4之间，当继电器S1闭合时，所述裂相逆变电路输出裂相120/240V，当继电器S1断开时，所述裂相逆变电路输出单相240V。
[0005]进一步的，还包括输入电容Cbus、输出电容C1、输出电容C2，所述输出电容C1和输出电容C2串联连接后一端连接电感La的另一端，另一端连接电感Lc的另一端；所述电感Lb的另一端连接至输出电容C1和输出电容C2之间。
[0006]进一步的，所述开关管Q7与Q8串联连接后一端和所述电感La的所述一端连接，另一端和所述电感Lc的所述一端连接。
[0007]进一步的，当所述逆变电路输出裂相120/240V时，即同时输出120V和240V电源，所述逆变电路的调制方式包括双极性SPWM调制和单极性SPWM倍频调制。
[0008]进一步的，所述双极性SPWM调制为：所述电感La、电感Lb、电感Lc的电感值相等，通过输入电容Cbus得到输入电压Vbus，输出电容C1和输出电容C2得到输出电压Vc1和Vc2，在电压正半周期内，Q1占空比为DQ1；Q3占空比为DQ3，DQ3=0.5；Q5占空比为DQ5，DQ5=1-DQ1，其中DQ1=0.5+Vc1/Vbus；在一个开关周期内，Q1与Q2驱动互补，Q3与Q4驱动互补，Q3占空比为0.5，Q5与Q6驱动互补，Q1与Q5驱动互补，Q7驱动常关，Q8驱动常关。
[0009]进一步的，所述单极性SPWM倍频调制为：在一个开关周期内，Q1与Q2驱动互补，Q3与Q4驱动互补，Q5与Q6驱动互补，Q7驱动常关，Q8驱动常关。
[0010]进一步的，所述裂相逆变电路输出单相240V时，在电压正半周期内，Q1与Q6驱动同
步，Q1与Q8驱动互补，Q7驱动常高电平，Q2、Q3、Q4、Q5驱动常低电平；电压负半周期内，Q2与Q5驱动同步，Q2与Q7驱动互补，Q8驱动常高电平，Q1、Q3、Q4、Q6驱动常低电平。
[0011]进一步的，所述开关管Q1-Q8包括IGBT和MOS管。
[0012]本专利技术可切换输出模式的裂相逆变电路在输出单相240V电源时，与输出裂相120/240V电源时相比，可以少2个开关管，同时逆变电感Lb也没有励磁消磁过程，减少其Lb电感磁芯损耗，整个电路是单极性调制下的heric逆变电路，La、Lc电感纹波电流更小，工作的开关管以及电感损耗减小，在并网应用中，用户收益更大。
附图说明
[0013]图1为现有技术的裂相输出逆变电路原理示意图；图2为本专利技术的一种可切换输出模式的逆变电路原理示意图；图3 为本专利技术的逆变电路输出裂相时双极性调制驱动波形示意图；图4 为本专利技术的逆变电路输出裂相时单极性倍频调制驱动波形示意图；图5为本专利技术的逆变电路输出单相时驱动波形示意图；图6为本专利技术的输出裂相双极性调制时某一周期内，电感La、 Lb、 Lc励磁状态回路示意图；图7为本专利技术的输出裂相双极性调制时某一周期内，电感La励磁、电感Lb和 Lc消磁状态回路示意图；图8为本专利技术的输出裂相双极性调制时某一周期内，电感La、Lb消磁，电感Lc励磁状态回路示意图；图9为本专利技术的输出裂相单极性调制时某一周期内，电感La、Lb、Lc励磁状态回路示意图；图10为本专利技术的输出裂相单极性调制时某一周期内，电感La、Lb、Lc消磁状态回路示意图；图11为本专利技术的输出裂相单极性调制时某一周期内，电感La、Lb、Lc励磁状态回路示意图；图12为本专利技术的输出裂相单极性调制时某一周期内，电感La、Lb、Lc消磁状态回路示意图；图13为本专利技术的输出裂相单极性调制时某一周期内，电感La、Lb、Lc励磁状态回路示意图；图14为本专利技术的输出裂相单极性调制时某一周期内，电感La、Lb、Lc消磁状态回路示意图；图15为本专利技术的输出单相时某一周期内，电感La、Lc励磁状态回路示意图；图16为本专利技术的输出单相时某一周期内，电感La、Lc消磁状态回路示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图和实施例，对本专利技术作进一步详细说明。
[0015]如图2所示，本专利技术的可切换输出模式的裂相逆变电路，该电路包括输入电容
Cbus、输出电容C1、输出电容C2、电感La、电感Lb、电感Lc、继电器S1和若干开关管Q1
-ꢀ
Q8，所述开关管Q1
-ꢀ
Q8均对应设置连接有体二极管D1-D8。
[0016]所述开关管Q1与Q2串联、Q3与Q4串联、Q5与Q6串联后两两并联连接至输入电容Cbus的两端；所述输出电容C1和输出电容C2串联连接后一端连接电感La的一端，另一端连接电感Lc的一端；所述电感La的另一端连接至Q1与Q2间节点；所述电感Lc的另一端连接至Q5与Q6间节点；所述电感Lb一端通过继电器S1连接至Q3与Q4间节点，另一端连接至输出电容C1和输出电容C2间节点；所述Q7与Q8串联连接后一端连接电感La的所述另一端，另一端连接电感Lc的所述另一端。
[0017]所述开关管Q1
-ꢀ
Q8包括IGBT和MOS管。
[0018]当该可切换输出模式的裂相逆变电路的输出裂相为 120/240V，可同时输出120V和240V电源，调制方式为双极性SPWM调制，即：继电器S1闭合，在一个开关周期内，Q1与Q2驱动互补，Q3与Q4驱动互补，Q3占空比为0.5，Q5与Q6驱动互补，Q1与Q5驱动互补，Q7驱动常关，Q8驱动常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可切换输出模式的裂相逆变电路，包括电感La、电感Lb、电感Lc、继电器S1和开关管Q1-Q8，其特征在于，所述开关管Q1与Q2串联、开关管Q3与Q4串联、开关管Q5与Q6串联后两两并联连接，所述电感La的一端连接至开关管Q1与Q2之间、所述电感Lc的一端连接至开关管Q5与Q6之间，所述电感Lb的一端连接继电器S1后接至开关管Q3与Q4之间，当继电器S1闭合时，所述裂相逆变电路输出裂相120/240V，当继电器S1断开时，所述裂相逆变电路输出单相240V。2.如权利要求1所述的一种可切换输出模式的裂相逆变电路，其特征在于，还包括输入电容Cbus、输出电容C1、输出电容C2，所述输出电容C1和输出电容C2串联连接后一端连接电感La的另一端，另一端连接电感Lc的另一端；所述电感Lb的另一端连接至输出电容C1和输出电容C2之间。3.如权利要求1或2所述的一种可切换输出模式的裂相逆变电路，其特征在于，所述开关管Q7与Q8串联连接后一端和所述电感La的所述一端连接，另一端和所述电感Lc的所述一端连接。4.如权利要求1所述的一种可切换输出模式的裂相逆变电路，其特征在于，当所述逆变电路输出裂相120/240V时，即同时输出120V和240V电源，所述逆变电路的调制方式包括双极性SPWM调制和单极性SPWM倍频调制。5.如权利要求4所述的一种可切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟富华，夏田，容佳，
申请(专利权)人：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：