[發明專利]新型無死區效應的并網橋式逆變器

無效

• 申請號: 201010123733.6
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101807800A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 梅燁;呂曉東;朱晟;蘇祥偉
• 申請（專利權）人: 杭州浙大太陽電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5387
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種并網橋式逆變器。

背景技術

在逆變電路中，由于開關器件并非理想的開關器件，在開通與關斷有一定時間的延時，為了保證上、下橋臂之間不發生短路情況，在相鄰的開關周期之間需要設定一個上、下橋臂同時關斷的時間，以保證上、下橋臂不會同時導通，這段上、下橋臂同時關斷的時間稱為死區時間。在死區時間內，由于續流二極管的存在，逆變器仍能輸出電流，但死區的加入，也帶來輸出電壓和電流的波形會產生畸變、輸出電流中含有難以濾除的工頻諧波、基波電壓幅值下降、直流母線電壓的利用率較低等問題。

目前解決死區問題主要采用補償的方法，分兩個方向：一種是硬件補償，這種補償通過輸出實際電壓與參考電壓值比較得到需要補償的電壓信號。另一種是軟件補償，采用純軟件的方法，在控制程序中加入死區補償的算法，來實現對死區影響的補償。

發明內容

本發明避免死區補償的缺陷，提供一種新型無死區效應的并網橋式逆變器。

本發明采用的技術方案：

新型無死區效應的并網橋式逆變器，其特征在于：包括智能主控制單元、信號封鎖電路、逆變電路，所述智能主控制單元與信號封鎖電路相連，所述信號封鎖電路與逆變電路相連，所述智能主控制單元輸送高頻脈沖觸發信號與封鎖信號給信號封鎖電路；所述信號封鎖電路將由智能主控制單元輸送過來的PWM信號與封鎖信號進行邏輯運算，并最終將信號送到逆變電路中開關功率管的門極，以控制開關功率管的開通與關斷；所述逆變電路將直流電能轉化為與電網同頻同相的交流電能，送回電網中。

進一步，所述信號封鎖電路包括三對邏輯運算單元U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U3B及非門邏輯單元U4、U5和U6；

所述逆變電路包括開關功率管T1、T2、T3、T4、T5和T6，所述開關功率管均以半橋的方式連接。

或者，所述信號封鎖電路包括一對邏輯運算單元U7A、U7B和非門邏輯單元U8；

所述逆變電路包括開關功率管Q1和Q2。

進一步，所述逆變電路的半橋上串有電壓檢測的元件。

本發明所述的智能主控制單元采用16位或者更高的DSP或者MCU或者單片機作為主控芯片。

本發明所述的逆變電路的半橋上串有電壓檢測的元件，檢測到的輸出電壓信號被傳遞到智能主控制單元中，供內部算法使用，且智能主控制單元根據主電路上檢測到的電壓方向輸出正確的封鎖信號，以屏蔽每個半橋上其中一個開關功率管的門極脈沖觸發信號，只輸出另一個開關功率管的門極脈沖觸發信號。

對于橋式電路，實際上在一個開關周期內，根據電流方向的不同，電流只從一對開關功率管上的其中一個的本體中流過，而對另一個開關功率管，則是從其反并的二極管上流過，二極管的開通和關斷是不需要控制信號的，因此只要通過檢測橋臂電流的方向，可以屏蔽一個開關功率管的門極脈沖觸發信號，只輸出一個開關功率管的門極脈沖觸發信號。在這種情況下，上、下橋臂的換流是通過二極管自動來實現的，因此也就不再需要死區時間也能保證可靠換流了。

本發明主要應用于逆變器的負載為交流電網，所以電網電流與電壓相位相同，由于電網電流難以檢測到它的過零點，而電壓檢測過零點則較為方便，所以本發明采用電壓過零點檢測代替電流過零點檢測，實現電網電壓電流的相位識別。

本發明的優點：添加的硬件電路簡單，控制程序中不需要添加死區補償算法，提高了直流母線電壓的利用率，大大降低了輸出電流的諧波含量。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

圖2是本發明實施例一的電路圖。

圖3是本發明實施例二的電路圖。

圖4是本發明的正弦波調制及運算控制原理圖。

具體實施方式

實施例一

參照圖1、圖2，新型無死區效應的并網橋式逆變器，包括智能主控制單元1、信號封鎖電路2、逆變電路3，所述智能主控制單元1與信號封鎖電路2相連，所述信號封鎖電路2與逆變電路3相連，所述智能主控制單元1輸送高頻脈沖觸發信號與封鎖信號給信號封鎖電路；所述信號封鎖電路2將由智能主控制單元輸送過來的PWM信號與封鎖信號進行邏輯運算，并最終將信號送到逆變電路3中開關功率管的門極，以控制開關功率管的開通與關斷；所述逆變電路3將直流電能轉化為與電網同頻同相的交流電能，送回電網中。

所述信號封鎖電路2包括三對邏輯運算單元U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U3B及非門邏輯單元U4、U5和U6；

所述逆變電路3包括開關功率管T1、T2、T3、T4、T5和T6，所述開關功率管均以半橋的方式連接。