新型全波开关DC-AC并网逆变器制造技术

一种新型DC‑AC并网逆变器，该拓扑由一个或两个降压变换器和两个或四个低频开关组成，在并网应用中具有超高效率、无功补偿能力、体积小、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型全波开关DC-AC并网逆变器相关申请的交叉引用本申请主张2018年11月8日提交的第62/757168号临时专利申请35U.S.C.§119(e)项下的利益，其全部披露通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种DC-AC功率逆变器，特别是用于并网应用。
技术介绍
在过去的十年中，本领域技术人员为并网应用提出了一些新的功率转换拓扑，以实现更高的效率，更低的成本和更小的体积。以下文献只是这项工作中最新提出的一些拓扑：1、S.Dutta和K.Chatterjee，“基于降压升压的并网光伏逆变器在不匹配的环境条件下最大化两个光伏阵列的功率输出”，在IEEE工业电子学报，65卷，第7期，第5561-5571页，2018年7月。2、S.Strache、R.Wunderlich和S.Heinen，“全面、定量各种光伏系统、光伏电池和辐照度曲线的逆变器结构比较”，IEEE可持续能源学报，第5卷，第3期，第813-822页，2014年7月。3、周立群，高福林，徐太宗，“一个中性点箝位电路的家庭单相光伏逆变器：一般原理和实现”，IEEE电力电子学报，第32卷，第6期，第4307-4319页，2017年6月。4、J.F.Ardashir、M.Sabahi、S.H.Hosseini、F.Blaabjerg、E.Babaei和G.B.Gharepetian，“用于并网光伏应用的带电荷泵电路概念的单相无变压器逆变器”，见IEEE工业电子学报，第64卷，第7期，第5403-5415页，2017年7月。5、S.Saridakis、E.Koutroulis和F.Blaabjerg，“基于sic的H5和无变压器光伏逆变器”，电力电子与电子工程学会期刊，第3卷，第2期，第555-567页，2015年6月。6、李文华、顾永元、罗汉华、崔文华、贺旭、夏春华，“拓扑学回顾与展望-用于抑制泄漏电流的单相无变压器光伏逆变器的推导方法，”IEEE工业电子学报，第62卷，第7期，4537-4551页，2015年7月。7、Y.Zhou，W.Huang，P.Zhao和J.Zhao，“基于耦合电感单级升压三相逆变器的无变压器并网光伏系统”，IEEE电力电子学报，第29卷，第3期，1041-1046页，2014年3月。8、L.Zhang，K.Sun，Y.Xing和M.Xing，“H6无变压器全桥光伏并网逆变器”，《IEEE电力电子学报》，第29卷，第3期，第1229-1238页，2014年3月。上述所有文献均通过引用并入各自的实体中。同时，在许多专利文件中也可以找到各种功率转换拓扑。下面是这些美国专利文件的示例性列表。示范性美国专利文件8369113B202/2013Rodriguez8582331B211/2013Frisch等人8971082B203/2015Rodriguez9071141B206/2015Dong等人9093897B106/2015Weng等人9148072B209/2015Ueki等人9318974B204/2016Yoscovich等人9413268B208/2016Fu等人9584044B202/2017Zhou等人9627995B204/2017Ayai9641098B205/2017Fu等人9692321B206/2017Hu等人9806529B210/2017Fu9806637B210/2017Fu9812985B211/2017Rodriguez9831794B211/2017Rodriguez9866147B201/2018Kidera等人9871436B101/2018Jiao等人9941813B204/2018Yoscovich10008858B206/2018Garrity10033292B207/2018Rodriguez以上列出的所有示例性的美国专利文件在此以其各自的全文引入作为参考。当前主流的功率转换拓扑，包括例如美国专利中涉及的那些，如美国专利No.8369113、美国专利No.9941813、美国专利No.10008858和美国专利No.10033292，在申请人的观点中，仍然需要在性能方面进行改进。首先，许多流行的逆变器拓扑在减小开关损耗方面具有局限性，从而导致每个输出电感器L和无源元件的尺寸都很大。在这个领域，存在几类并网逆变器拓扑，即隔离和非隔离逆变器，中频(MF)(10kHz-30kHz)，高频(HF)(高于100kHz)或包括低频(LF)开关的高频(HF)开关逆变器拓扑。图2B，2C，2F，2J示出了几种中频逆变器。中频逆变器减少开关损耗的能力受到中频开关频率的限制。然而，由于其在减小开关损耗方面的限制，这样的中频逆变器的输出电感器L和无源元件在尺寸上相对较大，这是不希望的。图2G，2I是具有低频开关的中频逆变器，这些逆变器拓扑在用其中频开关频率控制其开关损耗方面仍然受到限制，并且这样的逆变器拓扑其输出电感器L和无源元件的尺寸依然较大。其次，许多流行的逆变器拓扑在无功功率流动能力方面具有局限性。对于那些并网逆变器拓扑，我们希望在连接电网的同时实现无功补偿能力。具有图2A，2E和2K所示的具有拓扑结构的逆变器，可以在高频和低频开关操作。对于这样的逆变器，其输出电感器L可以更小，并且可以实现更高的效率，因此相对于传统的逆变器而言，可以获得更好的效率。然而，由于没有无功补偿能力，这些拓扑结构只能工作在单位功率因数。无功补偿能力被认为是当今逆变器技术的一个非常重要的特征。图1E是功率单元的三种配置。配置(A)是单向单元，其配置用于图2E和2K所示的拓扑结构中。本领域技术人员容易理解和认识到，这种结构只能支持单向电流流动，因此不能具有无功补偿能力。继续对图1E的讨论，功率级单元的配置(B)是传统的半桥配置，其支持无功潮流的双向电流。值得注意的是，该配置用于几乎所有其它传统拓扑结构中。虽然这种双向配置易于应用于IGBT型逆变器电路中，但是工作时开关频率是有限的。对于诸如MOSFET的现代功率半导体器件，是可以有更高的开关频率的。然而，由于高压器件在这种半导体器件的体二极管上具有缓慢的恢复时间，导致逆变器遭受过度的开关损耗，如果不是因为缓慢的恢复时间时可以避免或减少这种开关损耗的。即在配置(B)中运行的MOSFET可能出现直通，从而导致逆变器故障。因此，需要解决在常规功率转换拓扑中存在的上述问题。
技术实现思路
本专利技术为解决技术问题，提供了一种新型DC-AC并网逆变器。如图1A所示，本专利技术公开的新型DC-AC并网逆变器包括一个或两个降压变换器(一个或多个)。在当前公开的转换拓扑下，可以轻易实现软开关，这与H桥或半桥配置形成对比。在一个导通周期的每半个周期中，在相应的导通路径中存在两个开关，这与其它拓扑结构(其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC-AC并网逆变器，其特征在于，包括:/n一组一个或多个降压变换器，每个降压变换器具有一个双向单元，所述双向单元包括两个不串联连接的开关，当第一开关断开时，第二开关导通续流电流；以及/n一组耦合到交流电源的两个相应端子的两个低频开关，每个低频开关产生交流正弦波的半波。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181108 US 62/757,1681.一种DC-AC并网逆变器，其特征在于，包括:
一组一个或多个降压变换器，每个降压变换器具...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学健，
申请(专利权)人：广东锐顶电力技术有限公司，陈学健，
类型：发明
国别省市：广东;44