单级升压逆变电路、控制方法及电源转换装置制造方法及图纸

本申请涉及一种单级升压逆变电路、控制方法及电源转换装置，所述电路包括：输入逆变桥模块、输出逆变桥模块、容性储能单元及感性储能防逆流单元，所述容性储能单元分别与所述输入逆变桥模块、所述输入逆变桥模块、直流电源的正输出端、直流电源的负输出端及地连接；感性储能防逆流单元串联在所述输入逆变桥模块与所述输出逆变桥模块之间；其中，通过分别控制所述输入逆变桥模块、所述输出逆变桥模块协同动作，使得所述感性储能防逆流单元向后一级负载输出预设的升压交流电。负载输出预设的升压交流电。负载输出预设的升压交流电。

【技术实现步骤摘要】
单级升压逆变电路、控制方法及电源转换装置


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种单级升压逆变电路、控制方法及电源转换装置。

技术介绍

[0002]新能源发电技术中一般先生成直流电，再利用逆变器将直流电转化为交流电以并网使用。为了适应新能源发电中电源输出电压范围宽的特点，逆变装置通常需要具备电压提升的功能，而传统的电压型逆变器仅具备降压逆变的能力，需要采用两级式或多级式电源变换装置。
[0003]此外，随着功率半导体器件开关频率的不断提高，在非隔离型电源应用场合，器件开关动作过程将产生非常大的高频共模电压和漏电流，为了降低功率器件高频开关切换时的产生的感应电动势，减轻电源装置的电磁干扰，提升电源装置电能变换的效率，同时减少电源装置在电能变换过程中形成的高频漏电流，降低设备和工作人员的安全风险，新能源发电场合一般会针对性地采用多电平逆变装置来完成电能变换任务。
[0004]然而，传统的两级式或多级式电源变换装置中若再采用三电平或多电平逆变器将会使原本已很复杂的系统变得更难实现，会增加功率器件及无源器件的数量，增加装置设计的成本及控制的复杂性，同时会降低系统的可靠性及稳定性。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述
技术介绍
中的问题，提供一种单级升压逆变电路、控制方法及电源转换装置，在进行升压逆变的同时，减小电路的体积、成本与复杂度，并有效降低输出电能中的各次谐波分量。
[0006]本申请的第一方面提供一种单级升压逆变电路，包括：
[0007]输入逆变桥模块；
[0008]输出逆变桥模块；
[0009]容性储能单元，所述容性储能单元的第一端口与所述输入逆变桥模块的第一端口连接，所述容性储能单元的第二端口与所述输入逆变桥模块的第二端口连接，所述容性储能单元的第三端口与所述输出逆变桥模块的第一端口连接，所述容性储能单元的第四端口与所述输出逆变桥模块的第二端口连接，所述容性储能单元的第一端口用于与直流电源的正输出端连接，所述容性储能单元的第四端口用于与直流电源的负输出端及地连接；
[0010]感性储能防逆流单元，所述感性储能防逆流单元的第一端口与所述输入逆变桥模块的第三端口连接，所述感性储能防逆流单元的第二端口与所述输入逆变桥模块的第四端口连接，所述感性储能防逆流单元的第三端口与所述输出逆变桥模块的第三端口连接，所述感性储能防逆流单元的第四端口与所述输出逆变桥模块的第四端口连接；
[0011]其中，通过分别控制所述输入逆变桥模块、所述输出逆变桥模块协同动作，使得所述感性储能防逆流单元向后一级负载输出预设的升压交流电。
[0012]于上述实施例中的单级升压逆变电路中，通过在输入逆变桥模块、输出逆变桥模块之间串联感性储能防逆流单元，并设置容性储能单元配合输入逆变桥模块、输出逆变桥模块及感性储能防逆流单元实现将输入的直流电逆变升压至预设的升压交流电后向后一级负载输出。由于输入逆变桥模块与输出逆变桥模块的协同动作，有效地降低了向后一级负载输出电压中的谐波含量，并能够在减小输入滤波元件、输出滤波元件的体积的同时提高波形质量。由于本申请中提供的单级升压逆变电路能够将新能源发电场合的电能变换由原本的两级式功率变换在一级变换中实现，能够有效地降低电源变换装置的设计成本，提高电源变换装置的性价比和集成度。
[0013]在其中一个实施例中，所述感性储能防逆流单元包括：
[0014]第一防逆流模块，所述第一防逆流模块的第一输入端口与所述输入逆变桥模块的第三端口连接，所述第一防逆流模块的第二输入端口与所述输入逆变桥模块的第四端口连接；
[0015]感性储能单元，所述感性储能单元的第一端口与所述第一防逆流模块的输出端口连接；
[0016]第二防逆流模块，所述第二防逆流模块的输入端口与所述感性储能单元的第二端口连接，所述第二防逆流模块的第一输出端口与所述输出逆变桥模块的第三端口连接，所述第二防逆流模块的第二输出端口与所述输出逆变桥模块的第四端口连接。
[0017]于上述实施例中的单级升压逆变电路中，通过设置所述感性储能防逆流单元包括第一防逆流模块、感性储能单元及第二防逆流模块，其中，感性储能单元串联在所述第一防逆流模块与所述第二防逆流模块之间，使得所述第一防逆流模块、感性储能单元与所述第二防逆流模块协同配合输入逆变桥模块与输出逆变桥模块动作，实现将输入的直流电逆变升压至预设的升压交流电后向后一级负载输出。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一防逆流模块包括：
[0019]第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述输入逆变桥模块的第三端口连接，所述第一二极管的阴极与所述感性储能单元的第一端口连接；
[0020]第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述输入逆变桥模块的第四端口连接，所述第二二极管的阴极与所述感性储能单元的第一端口连接。
[0021]在其中一个实施例中，所述第二防逆流模块包括：
[0022]第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述感性储能单元的第二端口连接，所述第三二极管的阴极与所述输出逆变桥模块的第三端口连接；
[0023]第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述感性储能单元的第二端口连接，所述第四二极管的阴极与所述输出逆变桥模块的第四端口连接。
[0024]在其中一个实施例中，所述容性储能单元包括：
[0025]输入储能单元，所述输入储能单元的第一端口与所述输入逆变桥模块的第一端口连接，所述输入储能单元的第二端口与所述输出逆变桥模块的第二端口连接；
[0026]输出储能单元，所述输出储能单元的第一端口与所述输出逆变桥模块的第一端口连接，所述输出储能单元的第二端口与所述输入逆变桥模块的第二端口连接，所述输出储能单元的第三端口与所述输入储能单元的第三端口连接。
[0027]在其中一个实施例中，所述输入储能单元包括串联的第一电容、第二电容，其中，
所述第一电容的输入端口与所述输入逆变桥模块的第一端口连接，所述第二电容的输出端口与所述输出逆变桥模块的第二端口连接，所述第一电容的输出端口与所述输出储能单元的第三端口连接；及/或
[0028]所述输出储能单元包括串联的第三电容、第四电容，其中，所述第三电容的输入端口与所述输出逆变桥模块的第一端口连接，所述第三电容的输出端口与所述第一电容的输出端口及所述第二电容的输入端口均连接，所述第四电容的输出端口与所述输入逆变桥模块的第二端口连接。
[0029]在其中一个实施例中，所述输入逆变桥模块包括：
[0030]第一上桥臂开关单元，所述第一上桥臂开关单元的第一端口与所述容性储能单元的第一端口连接；
[0031]第一下桥臂开关单元，所述第一下桥臂开关单元的第一端口与所述第一上桥臂开关单元的第二端口连接；
[0032]第二上桥臂开关单元，所述第二上桥臂开关单元的第一端口与所述容性储能单元的第一端口连接；
[0033]第二下桥臂开关单元，所述第二下桥臂开关单元的第一端口与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单级升压逆变电路，其特征在于，包括：输入逆变桥模块；输出逆变桥模块；容性储能单元，所述容性储能单元的第一端口与所述输入逆变桥模块的第一端口连接，所述容性储能单元的第二端口与所述输入逆变桥模块的第二端口连接，所述容性储能单元的第三端口与所述输出逆变桥模块的第一端口连接，所述容性储能单元的第四端口与所述输出逆变桥模块的第二端口连接，所述容性储能单元的第一端口用于与直流电源的正输出端连接，所述容性储能单元的第四端口用于与直流电源的负输出端及地连接；感性储能防逆流单元，所述感性储能防逆流单元的第一端口与所述输入逆变桥模块的第三端口连接，所述感性储能防逆流单元的第二端口与所述输入逆变桥模块的第四端口连接，所述感性储能防逆流单元的第三端口与所述输出逆变桥模块的第三端口连接，所述感性储能防逆流单元的第四端口与所述输出逆变桥模块的第四端口连接；其中，通过分别控制所述输入逆变桥模块、所述输出逆变桥模块协同动作，使得所述感性储能防逆流单元向后一级负载输出预设的升压交流电。2.根据权利要求1所述的单级升压逆变电路，其特征在于，所述感性储能防逆流单元包括：第一防逆流模块，所述第一防逆流模块的第一输入端口与所述输入逆变桥模块的第三端口连接，所述第一防逆流模块的第二输入端口与所述输入逆变桥模块的第四端口连接；感性储能单元，所述感性储能单元的第一端口与所述第一防逆流模块的输出端口连接；第二防逆流模块，所述第二防逆流模块的输入端口与所述感性储能单元的第二端口连接，所述第二防逆流模块的第一输出端口与所述输出逆变桥模块的第三端口连接，所述第二防逆流模块的第二输出端口与所述输出逆变桥模块的第四端口连接。3.根据权利要求2所述的单级升压逆变电路，其特征在于，所述第一防逆流模块包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述输入逆变桥模块的第三端口连接，所述第一二极管的阴极与所述感性储能单元的第一端口连接；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述输入逆变桥模块的第四端口连接，所述第二二极管的阴极与所述感性储能单元的第一端口连接。4.根据权利要求2所述的单级升压逆变电路，其特征在于，所述第二防逆流模块包括：第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述感性储能单元的第二端口连接，所述第三二极管的阴极与所述输出逆变桥模块的第三端口连接；第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述感性储能单元的第二端口连接，所述第四二极管的阴极与所述输出逆变桥模块的第四端口连接。5.根据权利要求1-4任一项所述的单级升压逆变电路，其特征在于，所述容性储能单元包括：输入储能单元，所述输入储能单元的第一端口与所述输入逆变桥模块的第一端口连接，所述输入储能单元的第二端口与所述输出逆变桥模块的第二端口连接；输出储能单元，所述输出储能单元的第一端口与所述输出逆变桥模块的第一端口连接，所述输出储能单元的第二端口与所述输入逆变桥模块的第二端口连接，所述输出储能
单元的第三端口与所述输入储能单元的第三端口连接。6.根据权利要求5所述的单级升压逆变电路，其特征在于：所述输入储能单元包括串联的第一电容、第二电容，其中，所述第一电容的输入端口与所述输入逆变桥模块的第一端口连接，所述第二电容的输出端口与所述输出逆变桥模块的第二端口连接，所述第一电容的输出端口与所述输出储能单元的第三端口连接；及/或所述输出储能单元包括串联的第三电容、第四电容，其中，所述第三电容的输入端口与所述输出逆变桥模块的第一端口连接，所述第三电容的输出端口与所述第一电容的输出端口及所述第二电容的输入端口均连接，所述第四电容的输出端口与所述输入逆变桥模块的第二端口连接。7.根据权利要求1-4任一项所述的单级升压逆变电路，其特征在于，所述输入逆变桥模块包括：第一上桥臂开关单元，所述第一上桥臂开关单元的第一端口与所述容性储能单元的第一端口连接；第一下桥臂开关单元，所述第一下桥臂开关单元的第一端口与所述第一上桥臂开关单元的第二端口连接；第二上桥臂开关单元，所述第二上桥臂开关单元的第一端口与所述容性储能单元的第一端口连接；第二下桥臂开关单元，所述第二下桥臂开关单元的第一端口与所述第二上桥臂开关单元的第二端口连接；其中，所述第一上桥臂开关单元的第二端口与所述感性储能防逆流单元的第一端口连接，所述第二上桥臂开关单元的第二端口与所述感性储能防逆流单元的第二端口连接。8.根据权利要求7所述的单级升压逆变电路，其特征在于：所述第一上桥臂开关单元包括第一高频开关管，所述第一高频开关管的漏极与所述容性储能单元的第一端口连接；所述第一下桥臂开关单元包括第二高频开关管，所述第二高频开关管的漏极与所述第一高频开关管的源极连接，所述第二高频开...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡茂，裴轶，朱永生，
申请(专利权)人：苏州捷芯威半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：