增益可调的单相DCAC变换器、控制方法及三相DCAC变换器技术

本发明专利技术提供了一种增益可调的单相DCAC变换器，包括直流电源、第一电感、第二电感、第一开关管、双向开关、第三开关管、第一电容、第二电容、负载、第一二极管以及第二二极管；所述直流电源的正极与所述第一开关管的第一端连接；上述增益可调的单相DCAC变换器，当想要达到的增益<0或想要达到的增益>1时，工作在第一工作模式，此时即为断续逆变器工作在降压模式，当0<想要达到的增益<1时，此时断续逆变器无法满足工作条件，切换到第二工作模式，由Buck电路来继续工作，从而实现高增益。本发明专利技术还提供了一种增益可调的单相DCAC变换器的控制方法和一种三相逆变器。一种三相逆变器。一种三相逆变器。

【技术实现步骤摘要】
增益可调的单相DCAC变换器、控制方法及三相DCAC变换器


[0001]本专利技术涉及逆变器
，特别涉及一种增益可调的单相DCAC变换器、控制方法及三相DCAC变换器。

技术介绍

[0002]逆变器分为电压源逆变器与电流源逆变器，而传统的电压源逆变器大多数是降压电路，也就是输出交流电压要低于输入直流电压。所以，目前很多应用是在逆变电路前加一级升压电路（如Boost电路），那这样逆变器就成为了两级结构，会增加体积以及降低系统稳定性，因此研究单级高增益的逆变器是至关重要的，因此有学者提出了Z源逆变器，它是由两个电感和两个电容构成的阻抗网络，能够实现升压的功能，因此得到了广泛研究。
[0003]针对非隔离型逆变系统出现的漏电流问题，主要有两种思路来解决这个问题，一种思路是通过拓扑和调制，国内外学者提出了许多改进的拓扑结构，主要可以分为单电感结构和对称电感结构，其中对称电感结构又可以分为直流侧旁路和交流侧旁路两种结构，较为典型的结构有H5、H6、改进型H6、混合H6和HERIC等拓扑结构。虽然这些改进型拓扑和控制在一定程度上减小了漏电流，但是也只能是抑制，不能从根源解决漏电流问题。另外一种思路是运用输入输出共地的拓扑结构，漏电流的产生是因为光伏阵列与大地之间存在寄生电容，同时由于没有变压器的隔离作用，就会有电流经过寄生电容在电路中形成回路，从而产生漏电流，如果构造输入输出共地的拓扑，就能够将寄生电容旁路掉，从而从根源上解决漏电流问题。
[0004]现有的逆变器，一种命名为Semi
‑
Z源逆变器，如图1所示，另一种命名为Semi
‑
quasi
‑
Z源逆变器，如图2所示，与传统的Z源逆变器相比，只用到了两个开关管，同时，保留了Z源的阻抗网络，但是没有利用Z源的直通状态，更多的是，实现了输入与输出的共地，彻底地解决了漏电流问题，但是，该电路存在了很大的缺点，那就是提出的两个拓扑的正向增益最大只能达到1，而负向增益可以达到无穷大，所以该逆变器最大只能做到1倍增益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种增益可调的单相DCAC变换器、控制方法及三相DCAC变换器，以解决现有的逆变器最大只能做到1倍增益的问题。
[0006]本专利技术提供了一种增益可调的单相DCAC变换器，包括直流电源、第一电感、第二电感、第一开关管、双向开关、第三开关管、第一电容、第二电容、负载、第一二极管以及第二二极管；所述直流电源的正极与所述第一开关管的第一端连接；所述第一开关管的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与第一电容的第二端、所述第二二极管的负极、所述第二电感的第一端连接；所述第一电容的第一端分别与所述第一电感的第二端、所述双向开关的第一端连接，所述双向开关的第二端分别与所述第二电感的第二端、所述第二电容的第一端、所述负载的第一端连接；所述第二二极管的正极与所述第三开关管的第二端连接；所述直流电源的负极、所述第一电感的第一端、所述第三开关管的第
一端、所述第二电容的第二端、所述负载的第二端均接地。
[0007]上述增益可调的单相DCAC变换器，当想要达到的增益<0或想要达到的增益>1时，工作在第一工作模式，此时即为断续逆变器工作在降压模式，当0<想要达到的增益<1时，此时断续逆变器无法满足工作条件，切换到第二工作模式，由Buck电路来继续工作，从而实现高增益。
[0008]进一步地，所述双向开关包括第三二极管和第二开关管，所述第三二极管的第一端分别与所述第一电感的第二端、所述第一电容的第一端连接，所述第三二极管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第二电感的第二端、所述第二电容的第一端、所述负载的第一端连接。
[0009]进一步地，所述第一开关管、第二开关管以及所述第三开关管均包括IGBT、MOSFET或者三极管当中的任意一种。
[0010]进一步地，所述第三二极管和所述第二开关管的连接方式包括串联或者并联当中的任意一种。
[0011]进一步地，所述增益可调的单相DCAC变换器包括第一工作模式，所述第一工作模式时，所述第三开关管保持关断，此时由所述第一开关管，所述第三二极管和所述第二开关管配合工作进行降压逆变，其中第三二极管和第二开关管驱动相同，所述第一工作模式包括两种工作状态；所述第一工作状态时，所述第一开关管导通，所述第三二极管和所述第二开关管关断；所述第二工作状态时，所述第一开关管关断，所述第三二极管和所述第二开关管导通。
[0012]进一步地，所述增益可调的单相DCAC变换器包括第二工作模式，所述第二工作模式时，所述第三二极管和所述第二开关管保持关断，所述第一开关管、所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三开关管以及所述第二电感组成了Buck电路，此时由所述第一开关管和所述第三开关管配合工作进行降压，所述第二工作模式包括第一工作状态和第二工作状态；所述第一工作状态时，所述第一开关管导通，所述第三开关管关断；所述第二工作状态时，所述第一开关管关断，所述第三开关管导通。
[0013]本专利技术还提供了一种增益可调的单相DCAC变换器的控制方法，包括：当想要达到的增益<1时，控制所述增益可调的单相DCAC变换器工作在第一工作模式，所述增益可调的单相DCAC变换器工作在降压模式，所述第一工作模式时，所述第三开关管保持关断，此时由所述第一开关管，所述第三二极管和所述第二开关管配合工作进行降压逆变，其中第三二极管和第二开关管驱动相同，所述第一工作模式包括两种工作状态；所述第一工作状态时，所述第一开关管导通，所述第三二极管和所述第二开关管关断；所述第二工作状态时，所述第一开关管关断，所述第三二极管和所述第二开关管导通；当想要达到的增益>1时，所述增益可调的单相DCAC变换器无法满足工作条件，切换所述增益可调的单相DCAC变换器到第二工作模式，所述第二工作模式时，所述第三二极管和所述第二开关管保持关断，所述第一开关管、所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三开关管以及所述第二电感组成了Buck电路，此时由所述第一开关管和所述第三开关管配合工作进行降压，所述第二工作模式包括第一工作状态和第二工作状态；所述第一工作状态时，所述第一开关管导通，所述第三开关管关断；所述第二工作状态时，所述第一开关管关断，所述第三开关管导通。
[0014]进一步地，所述第一工作模式的增益的计算公式为V
Co
/Vin=D/(2D
−
1)；其中，D为所
述第一开关管的占空比，1
‑
D为所述第三二极管和所述第二开关管的占空比。
[0015]进一步地，所述第二工作模式的增益的计算公式为V
Co
/Vin=D；其中，D为所述第一开关管的占空比。
[0016]本专利技术还提供了一种三相逆变器，包括三个上述任意一项所述的增益可调的单相DCAC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增益可调的单相DCAC变换器，其特征在于，包括直流电源、第一电感、第二电感、第一开关管、双向开关、第三开关管、第一电容、第二电容、负载、第一二极管以及第二二极管；所述直流电源的正极与所述第一开关管的第一端连接；所述第一开关管的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与第一电容的第二端、所述第二二极管的负极、所述第二电感的第一端连接；所述第一电容的第一端分别与所述第一电感的第二端、所述双向开关的第一端连接，所述双向开关的第二端分别与所述第二电感的第二端、所述第二电容的第一端、所述负载的第一端连接；所述第二二极管的正极与所述第三开关管的第二端连接；所述直流电源的负极、所述第一电感的第一端、所述第三开关管的第一端、所述第二电容的第二端、所述负载的第二端均接地。2.根据权利要求1所述的增益可调的单相DCAC变换器，其特征在于，所述双向开关包括第三二极管和第二开关管，所述第三二极管的第一端分别与所述第一电感的第二端、所述第一电容的第一端连接，所述第三二极管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第二电感的第二端、所述第二电容的第一端、所述负载的第一端连接。3.根据权利要求2所述的增益可调的单相DCAC变换器，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管以及所述第三开关管均包括IGBT、MOSFET或者三极管当中的任意一种。4.根据权利要求2所述的增益可调的单相DCAC变换器，其特征在于，所述第三二极管和所述第二开关管的连接方式包括串联或者并联当中的任意一种。5.根据权利要求2所述的增益可调的单相DCAC变换器，其特征在于，所述增益可调的单相DCAC变换器包括第一工作模式，所述第一工作模式时，所述第三开关管保持关断，此时由所述第一开关管，所述第三二极管和所述第二开关管配合工作进行降压逆变，其中所述第三二极管和所述第二开关管驱动相同，所述第一工作模式包括两种工作状态；第一工作状态时，第一开关管导通，所述第三二极管和所述第二开关管关断；第二工作状态时，所述第一开关管关断，所述第三二极管和所述第二开关管导通。6.根据权利要求2所述的增益可调的单相DCAC变换器，其特征在于，所述增益可调的单相DCAC变换器包括第二工作模式，所述第二工作模式时，所述第三二极管和所述第二开关管保持关断，所述第一开关管、所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三开关管以及所述第二电感组成了Buck电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清媛，汪洪亮，丁永强，吴良材，
申请(专利权)人：深圳古瑞瓦特新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：