逆变器电路及逆变器电路的控制方法技术

本发明专利技术提供一种逆变器电路及逆变器电路的控制方法，其中的逆变器电路包括直流源、交流电路和一个以上的逆变电桥，所述逆变电桥包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂分别连接所述直流源的正极和负极，所述第二桥臂分别连接所述直流源的正极和负极，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联设置，第一桥臂包括串联的第一开关元件组和第二开关元件组，第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第四开关元件组；交流电路包括并联的第一交流源和第一电容，或包括并联的第一交流负载和第一电容。本发明专利技术实施例提供的技术方案能够在逆变器电路中实现软开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种。
技术介绍
逆变器电路是一种将直流电转换成交流电的电路，也是一种将直流能量转换为交流能量的电路，其包括输出交流电压形式，如不间断电源；以及跟随外部交流电压而输出交流电流的形式，如太阳能并网逆变器，风力并网发电机等。 现有的逆变器电路，在使用过程中为实现将直流能量转换为交流能量，需要对逆变器电路中的开关元件进行高频切换。因开关元件在开通和关断的切换过程中产生的开关损耗不同，可以将开关分为软开关和硬开关，具体的，在开关开通过程中，开关两端电压下降与流过开关的电流上升在时间上出现交叠而产生的功耗为开通损耗；或在开关关断过程中，流过开关的电流下降与开关两端电压上升在时间上出现交叠而产生的功耗为关断损耗。无法避免开关损耗的开关叫做硬开关，可以避免开关损耗的开关叫做软开关。现有技术中的逆变电路使用的开关元件为硬开关，造成在将直流电转换为交流电的过程中功耗过大，能量转换效率低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，用以在逆变器电路中实现软开关。本专利技术实施例提供了一种逆变器电路，包括直流源、交流电路和一个以上的逆变电桥，所述逆变电桥包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂分别连接所述直流源的正极和负极，所述第二桥臂分别连接所述直流源的正极和负极，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联设置；所述第一桥臂包括串联的第一开关元件组和第二开关元件组，所述第一开关元件组包括并联的第一开关管和第一二极管单元，所述第一二极管单元的负极与所述直流源的正极连接，所述第二开关元件组包括并联的第二开关管和第二二极管单元，所述第二二极管单元的负极与所述直流源的正极连接；所述第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第四开关元件组，所述第三开关元件组包括并联的第三开关管和第三二极管单元，所述第三二极管单元的负极与所述直流源的正极连接，所述第四开关元件组包括并联的第四开关管和第四二极管单元，所述第四二极管单元的负极与所述直流源的正极连接；所述交流电路包括并联的第一交流源和第一电容，或包括并联的第一交流负载和第一电容，所述交流电路的一端通过第一电感连接在所述第一桥臂的第一开关元件组和第二开关元件组之间，所述交流电路的另一端通过第二电感连接在所述第二桥臂的第三开关元件组和第四开关元件组之间。本专利技术实施例提供了一种针对上述逆变器电路的控制方法，对于所述逆变器电路中的任一逆变电桥，根据如下的方法进行控制闭合第一开关管和第四开关管，令第二开关管和第三开关管断开，以使流经第一电感和第二电感的电感电流逐渐增大，所述电感电流分为流经第一交流源或第一交流负载的电流，以及对第一电容充电的电流；在持续设定的第一时间段使所述流经第一电感和第二电感的电感电流达到峰值后，断开所述第一开关管；第二二极管单元处于导通状态，闭合第二开关管，实现第二开关管的低电压导通。本专利技术实施例提供了另一种针对上述逆变器电路的控制方法，对于所述逆变器电路中的任一逆变电桥，根据如下的方法进行控制 闭合第一开关管和第四开关管，令第二开关管和第三开关管断开，以使流经第一电感和第二电感的电感电流逐渐增大，所述电感电流分为流经第一交流源或第一交流负载的电流，以及对第一电容充电的电流；在持续设定的第一时间段使流经第一电感和第二电感的电感电流达到峰值后，断开所述第一开关管和所述第四开关管；第二二极管单元和第三二极管单元处于导通状态，闭合第二开关管和第三开关管，以实现第二开关管和第三开关管的低电压导通。本专利技术实施例提供了再一种针对上述逆变器电路的控制方法，在交流电路包括第一交流源时，对于所述逆变器电路中的任一逆变电桥，根据如下的方法进行控制闭合第二开关管和第四开关管，令第一开关管和第三开关管断开，第一交流源供电，以使流经第一电感和第二电感的电感电流逐渐增大；在持续设定的第一时间段使流经第一电感和第二电感的电感电流达到峰值后，断开所述第二开关管；第一二极管单元处于导通状态，闭合第一开关管，实现第一开关管的低电压导通。本专利技术实施例提供的，通过在各个逆变电桥的开关元件组中设置并联的开关管和二极管单元，以及在交流电路中设置并联的电压源和第一电容，或者是并联的电容和交流负载，并通过适当的控制方法，使得开关管可以在低电压状态下关断，并在低电流状态下导通，从而使得开关管具有软开关的功能，能够有效减少在开光开断过程中的能量损耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术实施例中逆变器电路的结构示意图一；图2为本专利技术实施例中逆变器电路的结构示意图二 ；图3为本专利技术实施例中逆变器电路的工作原理示意图一；图4为本专利技术实施例中逆变器电路的工作原理示意图二 ；图5为本专利技术实施例中逆变器电路单极性输出的控制方法流程示意图；图6A和图6B为本专利技术实施例中逆变器电路单极性调制的输出示意图；图7为本专利技术实施例中逆变器电路的工作原理示意图三；图8为本专利技术实施例中逆变器电路的工作原理示意图四；图9为本专利技术实施例中逆变器电路双极性输出的控制方法流程示意图；图10为本专利技术实施例中逆变器电路的结构示意图三；图11为图10所述的逆变器电路的输出示意图； 图12为本专利技术实施例中无功补偿的电压、电流对比图；图13为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图一；图14为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图二 ；图15为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图三；图16为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图四；图17为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图五；图18为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图六；图19为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图七；图20为本专利技术实施例中无功补偿的工作原理示意图八。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。针对现有技术中逆变电路中的开关元件为硬开关，容易造成在将直流电转换为交流电的过程中损耗过大的问题，本专利技术实施例提供了一种逆变电路及逆变电路的控制方法，其能够通过对逆变电路的控制实现软开关，进而降低逆变过程中的能量损耗，提高能量转换效率。图I为本专利技术实施例中逆变器电路的结构示意图一，如图I所示，该逆变器电路包括直流源DC、交流电路和一个以上的逆变电桥，所述逆变电桥包括第一桥臂和第二桥臂，其中，该直流源DC的输出电压是Udc,第一桥臂和第二桥臂并联设置，都分别连接在直流源的正极和负极之间，具体的，上述的第一桥臂包括串联的第一开关元件组11和第二开关元件组12，其中第一开关元件组11包括第一开关管Ql和第一二极管单元D1，第一二极管单元Dl的负极与所述直流源DC的正极连接，第二开关元件组12包括第二开关管Q2和第二二极管单元D2，第二二极管单元D2的负极与所述直流源DC的正极连接；第二桥臂也包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变器电路，其特征在于，包括直流源、交流电路和ー个以上的逆变电桥，所述逆变电桥包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂分别连接所述直流源的正极和负极，所述第二桥臂分别连接所述直流源的正极和负极，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联设置； 所述第一桥臂包括串联的第一开关元件组和第二开关元件组，所述第一开关元件组包括并联的第一开关管和第一ニ极管单元，所述第一ニ极管单元的负极与所述直流源的正极连接，所述第二开关元件组包括并联的第二开关管和第二ニ极管单元，所述第二ニ极管单元的负极与所述直流源的正极连接； 所述第二桥臂包括串联的第三开关元件组和第四开关元件组，所述第三开关元件组包括并联的第三开关管和第三ニ极管单元，所述第三ニ极管单元的负极与所述直流源的正极连接，所述第四开关元件组包括并联的第四开关管和第四ニ极管单元，所述第四ニ极管单元的负极与所述直流源的正极连接； 所述交流电路包括并联的第一交流源和第一电容，或包括并联的第一交流负载和第一电容，所述交流电路的一端通过第一电感连接在所述第一桥臂的第一开关元件组和第二开关元件组之间，所述交流电路的另一端通过第二电感连接在所述第二桥臂的第三开关元件组和第四开关元件组之间。2.根据权利要求I所述的逆变器电路，其特征在于，所述电路还包括第三电感和第四电感，在所述交流电路包括第一交流源时，所述第一电容与所述第三电感、所述第一交流源和所述第四电感组成的电路并联；在所述交流电路包括第一交流负载时，所述第一电容与所述第三电感、所述第一交流负载和所述第四电感组成的电路串联。3.根据权利要求I或2所述的逆变器电路，其特征在于，所述电路还包括ー电阻，所述电阻与所述第一电容串联。4.根据权利要求I至3任一项所述的逆变器电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第一ニ极管单元为独立设置的电子元件，所述第二开关管和所述第二ニ极管单元为独立设置的电子元件，所述第三开关管和所述第三ニ极管单元为独立设置的电子元件，以及所述第四开关管和所述第四ニ极管单元为独立设置的电子元件。5.根据权利要求4所述的逆变器电路，其特征在于，所述第一ニ极管单元、所述第二ニ极管单元、所述第三ニ极管单元或所述第四ニ极管单元由如下任一方式构成单独设置的一个ニ极管或串联的两个以上的ニ极管组成的ニ极管组； 所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管为如下任ー开关管=MOSFET管、三极管、IGBT管或晶闸管。6.根据权利要求I至5任一项所述的逆变器电路，其特征在于，所述第一开关元件组、所述第二开关元件组、所述第三开关元件组和所述第四开关元件组为MOSFET管，所述第一开关管和所述第一ニ极管单元，所述第二开关管和所述第二ニ极管单元，所述第三开关管和所述第三ニ极管单元，以及所述第四开关管和所述第四ニ极管单元均为相应的MOSFET管中的元件。7.ー种针对权利要求1-6任一所述的逆变器电路的控制方法,其特征在于,对于所述逆变器电路中的任一逆变电桥，根据如下的方法进行控制 闭合第一开关管和第四开关管，令第二开关管和第三开关管断开，以使流经第一电感和第二电感的电感电流逐渐増大，所述电感电流分为流经第一交流源或第一交流负载的电流，以及对第一电容充电的电流； 在持续设定的第一时间段使流经所述第一电感和所述第二电感的电感电流达到峰值后，断开所述第一开关管； 第二ニ极管单元处于导通状态，闭合所述第二开关管，实现所述第二开关管的低电压导通。8.根据权利要求7所述的逆变器电路的控制方法，其特征在于，在所述闭合第二开关管后，所述方法还包括 在流经所述第一电感和所述第二电感的电感电流逐渐减小到零，被充电的所述第一电容放电产生流经所述第一电感和所述第二电感的反向电感电流并逐渐增大的过程中，若检测到流经所述第一电感和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦忠，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
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