[發明專利]并網逆變器主電路拓撲

無效

• 申請號: 200810243906.0
• 申請日: 2008-12-10
• 公開（公告）號: CN101552569A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 張犁;邢巖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02J3/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

技術領域

本發明涉及的是一種并網逆變器主電路拓撲，該電路也可以工作于獨立逆變模式。屬電力電子變換器技術領域。

背景技術

能源的潛在危機和生態環境的惡化使世界各國積極開發包括燃料電池發電在內的新能源及可再生能源。隨著可再生能源的開發利用，適用于太陽能陣列與電網并聯的逆變器和燃料電池用逆變器得到了廣泛地研究。由于太陽能電池，燃料電池每個單元的輸出電壓較低，所以在串聯數量很少的情況下，并網逆變器的輸入電壓較低、但輸出電壓為市電220Vac，這樣并網逆變器就需要具有直流電壓的提升和逆變的功能。通常并網逆變器依照級數可以劃分為單級式逆變器和多級式逆變器。具有電氣隔離功能的單級式逆變器的基本形式就是高頻鏈逆變技術，國內外學者做了大量研究，取得了不少有價值的研究成果。1995年Walker?Jim提出了一種單四象限反激逆變器，反激逆變器的變壓器有四組繞組，一個原邊繞組，一個回饋繞組和兩個整流繞組。逆變器由三只MOSFET和四只二極管組成，可以四象限工作。該逆變器具有電氣隔離，輸入輸出變化范圍寬的特點；文獻“梁永春，孫林，龔春英，嚴仰光，反激逆變器研究，中國電機工程學報，2005，Vol.25(24)：85-89”中研究了一種新穎的反激逆變器，該拓撲結構簡單，由兩路雙向反激變換器組合得到，共有四只MOSFET及其體內二極管組成雙向開關。同時兩路雙向反激變換器的不同組合可以應用在DC/DC，DC/AC，AC/AC，AC/AC變換，是一個很靈活的拓撲組合，該拓撲每個周期僅有一只功率管高頻斬波，開關、導通損耗小，而且每一種開關模式都可以等效為反激變換器，簡化了控制和驅動電路，可靠性高。但是，由于上述單級式逆變器其基本拓撲采用反激變換器，因此僅適合應用于小功率場合，且副邊功率開關管電壓、電流應力較高，很難應用于并網逆變器。

發明內容

本發明目的在于提供一種適于中、大功率場合，副邊功率開關管電流、電壓應力小的并網逆變器。

一種并網逆變器主電路拓撲，其特征在于：它包括第一、第二兩個雙向正激式變換器，兩個雙向正激式變換器輸入側并聯，輸出側反向串聯。

為實現上述目的，本發明的技術方案是，用內含體二極管的功率場效應管替代雙管正激變換器的開關器件得到雙向正激式變換器，兩個雙向正激式變換器原邊并聯，副邊反向串聯。

一種并網逆變器主電路拓撲，其特征在于：它包括第一、第二兩個雙向正激式變換器，兩個雙向正激式變換器輸入側并聯，輸出側反向串聯；所述的第一雙向正激式變換器的變壓器有第一、第二兩個副邊繞組，這兩個副邊繞組順向串聯；所述的第二雙向正激式變換器的變壓器有第三、第四兩個副邊繞組，這兩個副邊繞組順向串聯；

所述第一雙向正激式變換器包括直流電源，第一至第六功率開關管，第一、第二兩個磁復位二極管，第一主功率變壓器，第一原邊電感，第一、第二兩個副邊電感，第一輸出濾波電感，第一輸出濾波電容；

其中，由直流電源正極連于第一功率開關管的漏極，第一功率開關管的源極連于第一主功率變壓器第一原邊電感的同名端，第一原邊電感的非同名端連于第二功率開關管的漏極，第二功率開關管的源極通過地線連于直流電源的負極；第一磁復位二極管正向連于第一主功率變壓器的非同名端與第一功率開關管的漏極，第二磁復位二極管正向連于第二功率開關管的源極與第一主功率變壓器的同名端；

第一主功率變壓器的第一副邊電感的同名端連于第三功率開關管的源極，第三功率開關管的漏極連于第一輸出濾波電感的一側，第一輸出濾波電感另一側與第一輸出濾波電容正極相連，第一輸出濾波電容負極連于第五功率開關管的源極，第五功率開關管的漏極連于第一主功率變壓器的第二副邊電感的非同名端，第二副邊電感的同名端連于第一副邊電感的非同名端，第四功率開關管的漏極連于第三功率開關管的漏極，第四功率開關管的源極連于第二副邊電感的同名端，第六功率開關管的源極連于第五功率開關管的源極，第六功率開關管的漏極連于第二副邊電感的同名端，從而構成了并網逆變器正半周輸出電路；

所述第二雙向正激式變換器包括第七至第十二功率開關管，第三、第四兩個磁復位二極管，第二主功率變壓器，第二原邊電感，第三、第四兩個副邊電感，第二輸出濾波電感二輸出濾波電容；