一种电压变换器及其运行方法技术

本发明专利技术公开了一种电压变换器，用于将直流电源输出的直流电压转换成交流电压提供给交流负载，包括旁路单元和顺序并联连接在直流电源和交流负载之间升压电路、第一储能滤波单元、降压电路、逆变电路；所述旁路单元用于在所述直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，将所述升压电路旁路；本发明专利技术还公开了该电压变换器的运行方法，在交流电压的每个工作周期中，逆变电路工频动作；其中，只有在直流电压小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，升压电路工作。相对于现有技术，本发明专利技术的电压变换器直流电压工作范围宽、转换效率更高且成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子领域，具体涉及将直流电压转换成交流电压的电压变换器及其运行方法。
技术介绍
随着能源的日益枯竭，可再生能源发电技术，如光伏发电和风力发电等，得到广泛关注，其中将可再生能源发出的不稳定的电能转换成稳定的交流电能提供给交流负载或交流电网的装置尤为重要，必须适应输入电压在较大范围内变化的各种工况，同时实现能量的高效变换。就光伏逆变器而言，可分为隔离型和非隔离型。其中，效率高、低成本的非隔离型逆变器受到的关注度最高。常用的非隔离型逆变器，采用前级DC/DC升压电路来实现直流电压的调整，采用后级全桥电路实现逆变，前后两级电路都工作在高频状态，开关损耗较闻，转换效率低；并且，如后两级电路的开关器件需选用闻速开关管，成本闻。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供相对于现有技术，转换效率高、成本低的电压变换器及其运行方法。本专利技术实施例提供的一种电压变换器，用于将直流电源输出的直流电压转换成交流电压提供给交流负载，包括升压电路、第一储能滤波单元、降压电路、逆变电路和旁路单元；所述升压电路的输入端并联连接在直流电源的两端，所述第一储能滤波单元、降压电路和逆变电路顺序并联连接在所述升压电路的输出端和交流负载之间，所述旁路单元的第一端与直流电源的正极相连，其第二端接升压电路的输出端；所述升压电路用于将直流电源输出的直流电压转换为较高的直流电压并输出；所述第一储能滤波单元用于滤除所述升压电路输出的较高的直流电压中的高频分量并生成第一中间电压输出；所述降压电路将所述第一中间电压转换为正弦波交流电压的绝对值电压；逆变电路将所述降压电路输出的正弦波交流电压的绝对值电压进行工频换向生成正弦交流电压提供给交流负载；所述旁路单元用于在所述直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，将所述升压电路旁路。根据上述电压变换器，在直流电源输出的直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的情况下，升压电路不工作；在直流电压小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，升压电路才工作，直流电压工作范围宽、电压利用率高。并且在直流电源输出的直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的情况下，升压电路不工作，因此转换效率得到提高。优选地，上述电压变换器中的旁路单元为第一二极管，所述第一二极管的阳极接直流电源的正极，所述第一二极管的阴极接升压电路的输出端。进一步地，上述升压电路包括第一电感、第二二极管、第一开关器件，所述第一电感的第一端与直流电源的正极相连，第一电感的第二端与第二二极管的阳极和第一开关器件的第一端相连，第一开关器件的第二端接直流电源的负极，第二二极管的阴极接所述旁路单元的第二端；上述逆变电路包括第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件和第七开关器件，第四开关器件和第五开关器件串联连接形成第一支路，第六开关器件和第七开关器件串联连接形成第二支路，第一支路和第二支路分别并联在降压电路的输出端，第四开关器件和第五开关器件的连接点引出接交流负载的第一端，第六开关器件和第七开关器件的连接点引出接交流负载的第二端。进一步地，上述第一储能滤波单元包括第一电容，第一电容的第一端接第二二极管的阴极，第一电容的第二端接直流电源的负极；上述降压电路包括第一 buck电路，第一buck电路包括第二开关器件、第三二极管、第二电感,第二开关器件的第一端与第一电容的第一端相连，第二开关器件的第二端与第三二极管的阴极和第二电感的第一端相连，第三二极管的阳极接第一电容的第二端，第二电感的第二端和逆变电路相连。进一步地，上述降压电路还包括第二 buck电路，第二 buck电路包括第三开关器件、第三电感，第三开关器件的第一端接第一电容的第二端，第三开关器件的第二端接与第三二极管的阳极和第三电感的第一端相连，第三电感的第二端和逆变电路相连。优选地，上述第二开关器件和第三开关器件、第二电感和第三电感分别为同一型号的电子兀器件。进一步地，上述第一储能滤波单元还包括与第一电容串联连接的第二电容，第一电容的第二端和第二电容的第一端相连且连接点用来产生所述第一中间电压的中点电位，第二电容的第二端接直流电源的负极；所述第二 buck电路还包括第四二极管，第三开关器件的第一端接第二电容的第二端，第三开关器件的第二端接与第四二极管的阳极和第三电感的第一端相连，第四二极管的阴极与第三二极管的阳极相连且连接点接所述第一中间电压的中点电位。优选地，上述第一电容和第二电容、第二开关器件和第三开关器件、第三二极管和第四二极管、第二电感和第三电感分别为同一型号的电子元器件。进一步地，上述电压变换器还包括连接在降压电路和逆变电路之间的第二储能滤波单元，用于滤除所述降压电路输出的正弦波交流电压的绝对值电压中的高频分量并生成第二中间电压输出给逆变电路。根据上述电压变换器，在直流电源输出的直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的情况下，升压电路不工作；在直流电压小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，升压电路才工作，电压变换器电路简单，且直流电压工作范围宽、电压利用率高。并且在直流电源输出的直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的情况下，升压电路不工作，因此转换效率得到提闻。本专利技术实施例还提供了 一种电压变换器的运行方法，所述电压变换器用于将直流电源输出的直流电压转换成交流电压提供给交流负载，包括升压电路、第一储能滤波单元、降压电路、逆变电路和旁路单元；所述升压电路的输入端并联连接在直流电源的两端，所述第一储能滤波单元、降压电路和逆变电路顺序并联连接在所述升压电路的输出端和交流负载之间，所述旁路单元的第一端与直流电源的正极相连，其第二端接升压电路的输出端；所述升压电路用于将直流电源输出的直流电压转换为较高的直流电压并输出；所述第一储能滤波单元用于滤除所述升压电路输出的较高的直流电压中的高频分量并生成第一中间电压输出；所述降压电路将所述第一中间电压转换为正弦波交流电压的绝对值电压；逆变电路将所述降压电路输出的正弦波交流电压的绝对值电压进行工频换向生成正弦交流电压提供给交流负载；所述旁路单元用于在所述直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，将所述升压电路旁路；升压电路包括第一电感、第二二极管、第一开关器件，所述第一电感的第一端与直流电源的正极相连，第一电感的第二端与第二二极管的阳极和第一开关器件的第一端相连，第一开关器件的第二端接直流电源的负极，第二二极管的阴极接所述旁路单元的第二端；逆变电路包括第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件和第七开关器件，第四开关器件和第五开关器件串联连接形成第一支路，第六开关器件和第七开关器件串联连接形成第二支路，第一支路和第二支路分别并联在降压电路的输出端，第四开关器件和第五开关器件的连接点引出接交流负载的第一端，第六开关器件和第七开关器件的连接点引出接交流负载的第二端；第一储能滤波单元包括第一电容，第一电容的第一端接第二二极管的阴极，第一电容的第二端接直流电源的负极；上述降压电路包括第一 buck电路，第一 buck电路包括第二开关器件、第三二极管、第二电感，第二开关器件的第一端与第一电容的第一端相连，第二开关器件的第二端与第三二极管的阴极和第二电感的第一端相连，第三二极管的阳极接第一电容的第二端，第二电感的第二端和逆变电路相连；所述电压变换器的运行方法的要点在于，在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压变换器，用于将直流电源输出的直流电压转换成交流电压提供给交流负载，其特征在于，该电压变换器包括升压电路、第一储能滤波单元、降压电路、逆变电路和旁路单元；所述升压电路的输入端并联连接在直流电源的两端，所述第一储能滤波单元、降压电路和逆变电路顺序并联连接在所述升压电路的输出端和交流负载之间，所述旁路单元的第一端与直流电源的正极相连，其第二端接升压电路的输出端；所述升压电路用于将直流电源输出的直流电压转换为较高的直流电压并输出；所述第一储能滤波单元用于滤除所述升压电路输出的较高的直流电压中的高频分量并生成第一中间电压输出；所述降压电路将所述第一中间电压转换为正弦波交流电压的绝对值电压；逆变电路将所述降压电路输出的正弦波交流电压的绝对值电压进行工频换向生成正弦交流电压提供给交流负载；所述旁路单元用于在所述直流电压不小于电网电压瞬时值的绝对值的期间，将所述升压电路旁路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿后来，倪华，梅晓东，胡兵，赵为，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：