[發明專利]逆變器電路及其控制方法、逆變器電路控制裝置

有效

• 申請號: 201210017446.6
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102594179A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張彥忠;黃伯寧
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明實施例涉及電力技術領域，尤其涉及一種逆變器電路及其控制方法、逆變器電路控制裝置。

背景技術

逆變器電路是一種將直流電轉換成交流電的電路，是一種將直流能量轉換為交流能量的電路，其包括輸出交流電壓形式，如不間斷電源；以及跟隨外部交流電壓而輸出交流電流的形式，如太陽能并網逆變器，風力并網發電機等。

傳統的逆變器電路可以如圖1所示，其包括直流源DC，交流源AC，四個開關元件Q1、Q2、Q3和Q4，以及電感L1和L2，其中的開關元件Q1和Q2串聯形成第一橋臂，開關元件Q3和Q4串聯形成第二橋臂，第一橋臂和第二橋臂并聯在直流電源DC的兩端，另外上述的濾波電感L1、交流源AC和濾波電感L2依次串聯形成交流源電路，該交流源電路的一端連接在開關元件Q1和Q2之間，該交流源電路的另一端連接在第二橋臂的開關元件Q3和Q4之間。另外還可以設置與各個開關元件并聯的二極管D1、D2、D3和D4，上述的各個二極管的負極比正極更接近直接電流源的正端。

如圖2所示，上述逆變器電路的工作原理是：首先導通開關元件Q1和Q4，使得電流回路從直流源正端出發，流經Q1，L2，AC，L1，Q4，最后返回到直流源的負端，此時，逆變電路輸出的電壓，即A、B兩點之間的電壓U_ab為直流源的電壓U_dc。當Q4關斷時，由于電感L1、L2的續流作用，在Q3未導通前的瞬間，電流回路為L2，AC，L1，D3，Q1，L2，Q3導通后，電流回路為L2，AC，L1，Q3，Q1，L2。此時逆變電路輸出的電壓U_ab為0。通過令U_ab電壓在U_dc和0之間作高頻轉換，并通過對Q4導通和關斷時間長短的控制，使U_ab電壓在Q1導通的半個周期內與正弦正半波在面積上等效，U_ab的高頻電壓脈沖經過L1、L2濾波作用，與交流源的正弦正半波同相位，實現電壓跟隨。

在一個工頻工作周期內，Q1、Q3分別導通半個工頻周期，在Q3導通的半個周期內的工作情況與圖2所示的工作情況類似，具體可參見圖3。通過對直流源的輸出電流的控制，可以實現輸出如圖4所示的電流波形。如圖2和圖3所示，i0表示電流的流向。

開關損耗是指開關在導通和關斷之間切換的過程中產生的損耗，即在開關導通過程中，開關兩端電壓下降與流過開關的電流上升在時間上出現交疊而產生的功耗，即導通損耗；或在開關關斷過程中，流過開關的電流下降與開關兩端電壓上升在時間上出現交疊而產生的功耗，即關斷損耗。無法避免開關損耗的開關叫做硬開關，可以避免開關損耗的開關叫做軟開關。

如上述圖2所示的工作原理，在其中Q4在關斷過程中，流經Q4的電流io從某個值降為0的過程中，電壓從0升為Udc，二者有時間交疊，產生了關斷損耗；Q4在導通過程中，其兩端電壓從Udc降為0的過程中，電流從0升為io，二者有時間交疊，產生了導通損耗；所以Q4是個硬開關。同時，其中的Q2在導通和關斷過程中也會產生導通損耗和開斷損耗。

綜上所述，現有逆變電路中的開關元件是硬開關，造成在將直流電轉換為交流電的過程中功耗過大，能量轉換效率低。

發明內容

本發明實施例提供一種逆變器電路及其控制方法、逆變器電路控制裝置，用以解決現有技術中的逆變器電路在將直流電轉換為交流電的過程中功耗過大，能量轉換效率低的缺陷。

本發明實施例提供一種逆變器電路，包括直流源、第一橋臂和第二橋臂，所述第一橋臂分別連接所述直流源的正極和負極，所述第二橋臂分別連接所述直流源的正極和負極，所述第一橋臂和所述第二橋臂并聯設置；

所述的第一橋臂包括串聯的第一開關元件組和第二開關元件組，所述第一開關元件組包括并聯的第一開關和第一二極管，所述第一二極管的負極與所述直流源的正極連接，所述第二開關元件組包括并聯的第二開關和第二二極管，所述第二二極管的正極與所述直流源的負極連接；

所述第二橋臂包括串聯的第三開關元件組和第四開關元件組，所述第三開關元件組包括并聯的第三開關和第三二極管，所述第三二極管的負極與所述直流源的正極連接，所述第四開關元件組包括并聯的第四開關和第四二極管，所述第四二極管的正極與所述直流源的負極連接；