DC-AC变换器及系统技术方案

本发明专利技术提出一种DC

【技术实现步骤摘要】
DC
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AC变换器及系统


[0001]本专利技术涉及电源变换领域，尤其涉及一种DC
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AC变换器及系统。

技术介绍

[0002]DC
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AC变换器为电源领域的常用拓扑，其可以将直流电转换为交流电。在诸多领域，例如新能源发电行业得到广泛应用，比较普遍的做法是将PV、电池或经过整流处理后的风力等直流电转换为交流电以并入电网。
[0003]随着新能源的不断发展，对发电效率的要求越来越高。其中，DC
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AC变换器作为发电系统的核心器件，直接影响发电系统的转换效率。因此，高效的DC
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AC变换器对发电系统极其关键，它决定了整个发电系统的转换效率，寻求高效的DC
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AC拓扑成为行业共同努力的方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种DC
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AC变换系统，包括：DC
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AC变换器，包括：第一桥臂，包括第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管，第一开关管和第二开关管均包括第一端、第二端和控制端，第一开关管的第一端形成第一桥臂的第一端，第二开关管的第二端形成第一桥臂的第二端，第一开关管的第二端连接第二开关管的第一端，第一二极管的阴极连接第一开关管的第一端，第一二极管的阳极连接第一开关管的第二端，第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端，第二二极管的阳极连接第二开关管的第二端；第二桥臂，包括第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管、第一电感和第二电感，第三开关管和第四开关管均包括第一端、第二端和控制端，第三开关管与第一电感串联连接形成第一串联支路，第四开关管与第二电感串联连接形成第二串联支路，第一串联支路的第一端形成第二桥臂的第一端，第二串联支路的第二端形成第二桥臂的第二端，第一串联支路的第二端连接第二串联支路的第一端，第一桥臂的第一端连接第二桥臂的第一端，并连接第五开关管的第二端，第一桥臂的第二端连接第二桥臂的第二端，并连接母线电压的负端及第一电容的第二端，第五开关管的第一端连接母线电压的正端及第一电容的第一端，第五二极管的阳极连接第五开关管的第二端，第五二极管的阴极连接第五开关管的第一端，第三二极管的阴极连接第三开关管的第一端，第三二极管的阳极连接第三开关管的第二端，第四二极管的阴极连接第四开关管的第一端，第四二极管的阳极连接第四开关管的第二端；滤波电容，滤波电容的第一端连接第一开关管与第二开关管的共节点，滤波电容的第一端连接第一串联支路与第二串联支路的共节点；控制器，被配置为输出开关控制信号至第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管的控制端，以控制DC
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AC变换器实现直流电到交流电的变换，并在DC
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AC变换器工作过程中第一电感和第二电感中仅有其中一者流过电流。
[0005]更进一步的，控制器控制DC
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AC变换器工作在以下模式中的一者：第一工作模态的有功电感储能模式，控制器控制使得第五开关管、第三开关管及第二开关管工作，形成依次
经过母线电压的正端、第五开关管、第一电感、第三开关管、滤波电容、第二开关管和母线电压的负端的电流路径；第一工作模态的无功电感储能模式，形成依次经过母线电压的负端、第二二极管、滤波电容、第三二极管、第一电感、第五二极管和母线电压的正端的电流路径；第二工作模态的有功电感续流模式，控制器控制使得第三开关管工作，形成依次经过第一电感、第三开关管、滤波电容和第一二极管，再到第一电感的电流路径；第二工作模态的无功电感续流模式，控制器控制使得第一开关管工作，形成依次经过第一电感、第一开关管、滤波电容和第三二极管，再到第一电感的电流路径；第三工作模态的有功电感储能模式，控制器控制使得第五开关管、第一开关管及第四开关管工作，形成依次经过母线电压的正端、第五开关管、第一开关管、滤波电容、第二电感、第四开关管和母线电压的负端的电流路径；第三工作模态的无功电感储能模式，形成依次经过母线电压的负端、第四二极管、第二电感、滤波电容、第一二极管、第五二极管和母线电压的正端的电流路径；第四工作模态的有功电感续流模式，控制器控制使得第四开关管工作，形成依次经过第二电感、第四开关管、第二二极管和滤波电容，再到第二电感的电流路径；第四工作模态的无功电感续流模式，控制器控制使得第二开关管工作，形成依次经过第二电感、滤波电容、第二开关管和第四二极管，再到第二电感的电流路径。
[0006]更进一步的，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管为MOSFET,其中第一开关管至第五开关管的第一端为漏极，第一开关管至第五开关管的第二端为源极，第一开关管至第五开关管的第三端为栅极。
[0007]更进一步的，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管为IGBT,其中第一开关管至第五开关管的第一端为集电极，第一开关管至第五开关管的第二端为发射极，第一开关管至第五开关管的第三端为基极。
[0008]更进一步的，第一二极管至第五二极管分别为第一开关管至第五开关管的体二极管。
[0009]更进一步的，第一电感的第一端形成第一串联支路的第一端，第一电感的第二端连接第三开关管的第一端，第三开关管的第二端形成第一串联支路的第二端。
[0010]更进一步的，第三开关管的第一端形成第一串联支路的第一端，第三开关管的第二端连接第一电感的第一端，第一电感的第二端连接形成第一串联支路的第二端。
[0011]更进一步的，第二电感的第一端形成第二串联支路的第一端，第二电感的第二端连接第四开关管的第一端，第四开关管的第二端形成第二串联支路的第二端。
[0012]更进一步的，第四开关管的第一端形成第二串联支路的第一端，第四开关管的第二端连接第二电感的第一端，第二电感的第二端形成第二串联支路的第二端。
[0013]本申请还提供一种DC
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AC变换器，包括：第一桥臂，包括第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管，第一开关管和第二开关管均包括第一端、第二端和控制端，第一开关管的第一端形成第一桥臂的第一端，第二开关管的第二端形成第一桥臂的第二端，第一开关管的第二端连接第二开关管的第一端，第一二极管的阴极连接第一开关管的第一端，第一二极管的阳极连接第一开关管的第二端，第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端，第二二极管的阳极连接第二开关管的第二端；第二桥臂，包括第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管、第一电感和第二电感，第三开关管和第四开关管均包括第一端、第二端和控制端，第三开关管与第一电感串联连接形成第一串联支路，第四开关管与第
二电感串联连接形成第二串联支路，第一串联支路的第一端形成第二桥臂的第一端，第二串联支路的第二端形成第二桥臂的第二端，第一串联支路的第二端连接第二串联支路的第一端，第一桥臂的第一端连接第二桥臂的第一端，并连接第五开关管的第二端，第一桥臂的第二端连接第二桥臂的第二端，并连接母线电压的负端及第一电容的第二端，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DC
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AC变换系统，其特征在于，包括：DC
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AC变换器，包括：第一桥臂，包括第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管，第一开关管和第二开关管均包括第一端、第二端和控制端，第一开关管的第一端形成第一桥臂的第一端，第二开关管的第二端形成第一桥臂的第二端，第一开关管的第二端连接第二开关管的第一端，第一二极管的阴极连接第一开关管的第一端，第一二极管的阳极连接第一开关管的第二端，第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端，第二二极管的阳极连接第二开关管的第二端；第二桥臂，包括第三开关管、第四开关管、第三二极管、第四二极管、第一电感和第二电感，第三开关管和第四开关管均包括第一端、第二端和控制端，第三开关管与第一电感串联连接形成第一串联支路，第四开关管与第二电感串联连接形成第二串联支路，第一串联支路的第一端形成第二桥臂的第一端，第二串联支路的第二端形成第二桥臂的第二端，第一串联支路的第二端连接第二串联支路的第一端，第一桥臂的第一端连接第二桥臂的第一端，并连接第五开关管的第二端，第一桥臂的第二端连接第二桥臂的第二端，并连接母线电压的负端及第一电容的第二端，第五开关管的第一端连接母线电压的正端及第一电容的第一端，第五二极管的阳极连接第五开关管的第二端，第五二极管的阴极连接第五开关管的第一端，第三二极管的阴极连接第三开关管的第一端，第三二极管的阳极连接第三开关管的第二端，第四二极管的阴极连接第四开关管的第一端，第四二极管的阳极连接第四开关管的第二端；滤波电容，滤波电容的第一端连接第一开关管与第二开关管的共节点，滤波电容的第二端连接第一串联支路与第二串联支路的共节点；控制器，被配置为输出开关控制信号至第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管的控制端，以控制DC
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AC变换器实现直流电到交流电的变换，并在DC
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AC变换器工作过程中第一电感和第二电感中仅有其中一者流过电流。2.根据权利要求1所述的DC
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AC变换系统，其特征在于，控制器控制DC
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AC变换器工作在以下模式中的一者：第一工作模态的有功电感储能模式，控制器控制使得第五开关管、第三开关管及第二开关管工作，形成依次经过母线电压的正端、第五开关管、第一电感、第三开关管、滤波电容、第二开关管和母线电压的负端的电流路径；第一工作模态的无功电感储能模式，形成依次经过母线电压的负端、第二二极管、滤波电容、第三二极管、第一电感、第五二极管和母线电压的正端的电流路径；第二工作模态的有功电感续流模式，控制器控制使得第三开关管工作，形成依次经过第一电感、第三开关管、滤波电容和第一二极管，再到第一电感的电流路径；第二工作模态的无功电感续流模式，控制器控制使得第一开关管工作，形成依次经过第一电感、第一开关管、滤波电容和第三二极管，再到第一电感的电流路径；第三工作模态的有功电感储能模式，控制器控制使得第五开关管、第一开关管及第四开关管工作，形成依次经过母线电压的正端、第五开关管、第一开关管、滤波电容、第二电感、第四开关管和母线电压的负端的电流路径；第三工作模态的无功电感储能模式，形成依次经过母线电压的负端、第四二极管、第二
电感、滤波电容、第一二极管、第五二极管和母线电压的正端的电流路径；第四工作模态的有功电感续流模式，控制器控制使得第四开关管工作，形成依次经过第二电感、第四开关管、第二二极管和滤波电容，再到第二电感的电流路径；第四工作模态的无功电感续流模式，控制器控制使得第二开关管工作，形成依次经过第二电感、滤波电容、第二开关管和第四二极管，再到第二电感的电流路径。3.根据权利要求1所述的DC
‑
AC变换系统，其特征在于，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管为MOSFET,其中第一开关管至第五开关管的第一端为漏极，第一开关管至第五开...

【专利技术属性】
技术研发人员：申潭，
申请(专利权)人：麦田能源有限公司，
类型：发明
国别省市：