[實用新型]一種延長直流分布式電源壽命的逆變裝置

有效

• 申請號: 201220403033.7
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN202818138U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 朱國榮;陳偉;趙東明;李向舜;張東華
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術領域

本實用新型屬于電能變換裝置中的直流-交流變換器技術領域，具體涉及一種延長直流分布式電源壽命的逆變裝置。

背景技術

太陽能與燃料電池等直流分布式電源廣泛應用于筆記本等便攜式設備、電動汽車以及分布式發電系統中。給便攜式設備供電屬于直流供電，而應用于電動汽車或分布式發電系統屬于交流供電系統。當應用于交流供電系統時，50Hz的交流電會在分布式電源的輸出直流端產生100Hz的紋波，該紋波會導致系統輸出特性出現遲滯現象，威脅直流分布式電源的安全運行。與此同時，100Hz的低頻紋波電流還會導致其供電效率低。因此，抑制低頻紋波電流是延長直流分布式電源壽命的一個重要研究方向。

直流分布式電源輸出的直流電壓范圍較寬，如采用傳統的單級半橋或全橋逆變器直接實現能量轉換，雖然其變換結構簡潔，但電源輸出端低頻電流紋波大。為了抑制低頻紋波電流，需要在分布式電源輸出端并聯大容量的電解電容、蓄電池或接入有源濾波裝置，雖然有效抑制了低頻紋波電流，但電解電容、蓄電池以及有源濾波裝置會增加系統成本。另外，大量使用電解電容還會影響系統的使用壽命。由于直流分布式電源輸出電壓等級較低，基于單級逆變器的供電系統需要加入體積笨重的工頻升壓變壓器。為了省去工頻變壓器，可以在其輸出端加入一級DC/DC變換器。DC/DC變換器將電源輸出的直流電升壓并穩定在合理的電壓值，后級逆變器將該電壓轉換為高品質的交流電。雖然采用兩級式的供電系統簡化了逆變器的控制，但直流分布式電源輸出端的低頻紋波電流并沒有得到改善，仍需要借助于電解電容、蓄電池或有源濾波裝置來抑制低頻紋波電流。也有人提出前級DC/DC變換器采用有源控制技術抑制直流分布式電源輸出端的低頻紋波電流。這種方法的逆變器輸入側電容電壓波動大，為防止直流分布式電源輸出電流隨逆變器輸入側電壓波動而變化，需要將DC/DC變換器電流環的帶寬控制在100Hz以下。雖然有效抑制了直流分布式電源輸出的低頻紋波電流，但逆變器輸入側電壓波動大會增加后級逆變器輸出電壓諧波的控制難點，一旦負載發生突變，要經過幾個工頻周期才能達到穩定，系統動態性能差。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種延長直流分布式電源壽命的逆變裝置。

本實用新型為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種延長直流分布式電源壽命的逆變裝置，包括直流分布式電源、第一變換器和第二變換器，其中直流分布式電源分別與第一變換器和第二變換器連接，第一變換器包括第一差分電容C1、第一電感L1和開關管，第二變換器包括第二差分電容C2、第二電感L2和開關管，第一、第二變換器的結構對稱；本逆變裝置的輸出端由第一、第二差分電容C1、C2串聯，且輸出電壓為兩個差分電容的電壓的差分；其特征在于：

它還包括控制電路，控制電路包括控制器、第一變換器控制模塊、第二變換器控制模塊和抗直流偏磁模塊；控制器的輸入端輸入本逆變裝置的輸出電壓、輸出電流和第一、第二差分電容C1、C2的電容值，控制器的輸出端輸出第一第二差分電容C1、C2的電容電壓參考值V_c1ref、V_c2ref和輸出電流直流部分參考值；抗直流偏磁模塊的輸入端輸入輸出電流直流部分參考值和輸出電流；第一變換器控制模塊的輸入端輸入第一差分電容C1的電容電壓參考值V_c1ref、第一差分電容C1的電容電壓、第一電感L1的電感電流和抗直流偏磁模塊的輸出信號，第一變換器控制模塊的輸出端與所述第一變換器的開關管驅動電路連接；第二變換器控制模塊的輸入端輸入第二差分電容C2的電容電壓參考值V_c2ref、第二差分電容C2的電容電壓、第二電感L2的電感電流和抗直流偏磁模塊的輸出信號，第二變換器控制模塊的輸出端與所述第二變換器的開關管驅動電路連接。

按上述方案，所述的第一變換器和第二變換器均為升壓變換器，且結構對稱；其中第一變換器包括第一差分電容C1、第一電感L1、第一開關管T1和第二開關管T2，第一電感L1的一端與所述的直流分布式電源正極連接，第一電感L1的另一端分別與第一開關管T1的輸出端和第二開關管T2的輸入端連接，第一開關管T1的輸入端和第二開關管T2的輸出端之間連接第一差分電容C1，且第一開關管的輸入端與所述的直流分布式電源正極連接負極連接；第一開關管T1和第二開關管T2的控制端分別由第一變換器控制模塊的輸出端通過開關管驅動電路控制。