[發(fā)明專利]模塊化雙CUK升降壓輸出反并聯(lián)組合型逆變器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811546755.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109639173A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 陳榮;張勝濤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H02M7/5395
• 分類號: H02M7/5395;H02M3/00;H02M3/155
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種模塊化雙CUK升降壓輸出反并聯(lián)組合型逆變器，該逆變器是將兩個SEPIC變換器通過輸入并聯(lián)、輸出反并聯(lián)組合而成。每個CUK變換器輸出半個正弦波，組合成一個完整的正弦波。雙CUK升降壓輸出反并聯(lián)組合型逆變器采用單極性調(diào)制，開關器件S₁、S₂、S₃和S₄全部采用全控器件。開關器件S₁/S₂控制正組變換器的導通關斷，開關器件S₃/S₄控制反組變換器的導通關斷。開關器件S₂/S₄用于選通正/反組變換器，開關器件S₁/S₃用于控制正/反組輸出半個周期的正弦電壓。該逆變器可實現(xiàn)升壓和降壓逆變，輸入電壓范圍寬，對光伏電池電壓變化有很好的適應性，且轉(zhuǎn)換效率較高，系統(tǒng)簡單，可模塊化生產(chǎn)，成本低，可廣泛應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種電能變換裝置中的逆變器，具體涉及一種模塊化雙CUK升降壓輸出反并聯(lián)組合型逆變器。

背景技術

近年來，為了應對能源危機和環(huán)境污染，太陽能、風能等新能源得到了廣泛應用。新能源受氣候、氣象和環(huán)境等外界因素的影響較大，意味著其輸出的電壓變化范圍較大，要求逆變器能夠在寬輸入電壓范圍內(nèi)正常工作。為了解決上述問題，傳統(tǒng)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大多采用兩級式并網(wǎng)光伏逆變器，該逆變器主要由前級高頻隔離DC/DC變換器和后級網(wǎng)側(cè)逆變器構成，在并網(wǎng)發(fā)電前將光伏陣列輸出的電壓升壓，再接入網(wǎng)側(cè)逆變器，但增加的升壓變換電路，將導致系統(tǒng)結構復雜化，增加了整機的體積和重量，不利于提高系統(tǒng)的工作效率。單級式逆變器在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用，相比于兩級式光伏并網(wǎng)逆變器，單級逆變器能夠更好的降低系統(tǒng)的復雜性，節(jié)省成本，提高可靠性。

申請?zhí)枮?01010201172的雙CUK升降壓輸出并型逆變器，利用兩個CUK變換器組成的一種既可以升壓又可以降壓的單級逆變器，在輸入直流側(cè)電壓高于或低于輸出交流電壓峰- 峰值時，此種逆變器仍能正常工作，具有較寬的輸入電壓范圍；采用單周期控制方法，對輸入側(cè)電壓的波動具有較強的抑制能力。但由于整個逆變器是一個整體，任何一個器件損壞，在更換時均需整體更換，維修復雜且成本較高；另外，由于第一CUK電路和第二CUK電路的輸入電壓值均為外接電源電壓值的一半，一方面，導致輸出電壓恒定時，外接電源電壓值偏高；另一方面，外接電源通過電容分壓，容易造成直流電壓均壓不均勻，從而降低輸出電壓質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種模塊化雙CUK升降壓輸出反并聯(lián)組合型逆變器，采用兩個CUK變換器輸出端反并聯(lián)的連接方式，并應用半周控制策略，實現(xiàn)單級DC/AC逆變。半周控制的雙CUK單級逆變器，工作電流僅通過單個CUK變換電路，流經(jīng)的器件少，有利于提高變換效率。

為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術方案為：模塊化雙CUK升降壓輸出反并聯(lián)組合型逆變器，包括輸入并聯(lián)電路單元、電路結構相同的CUK正組輸出單元和CUK反組輸出單元；輸入并聯(lián)電路單元包括電源和第一二極管，CUK正組輸出單元和CUK反組輸出單元，CUK 電路的輸入端均連接至電源；CUK正組輸出單元/CUK反組輸出單元中，電源正極與第一電感的一端連接，第一電感的另一端與電容和調(diào)制用功率開關的集電極連接，電容的另一端與第二功率二極管的陽極和第二電感的一端連接，第二電感的另一端通過選通用功率開關管與負載相連，調(diào)制用功率開關管的發(fā)射極和第二功率二極管的陰極連接，共同連接于第一功率二極管的陽極，第一功率二極管的陰極與電源的負極連接；CUK正組輸出單元/CUK反組輸出單元的輸出由選通開關控制，其輸出端接儲能電容和負載電阻的并聯(lián)連接點、CUK反組輸出單元的輸出端反接儲能電容和負載電阻的并聯(lián)連接點。