[發(fā)明專利]一種直流交流電源變換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811645511.3
• 申請日: 2018-12-30
• 公開（公告）號: CN109687751B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳冬春;闞加榮;吳云亞;商志根;薛迎成;張斌鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張耀文

本發(fā)明公開了一種直流交流電源變換裝置，包括依次連接的直流變換單元、交流變換單元、濾波單元；所述直流變換單元用以根據(jù)直流電源輸出對應(yīng)的直流母線電壓，且直流母線電壓高于直流電源的電壓；所述交流變換單元用于將直流母線電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的交流電壓和交流電流，濾波單元用于濾除交流電流和交流電壓的紋波，提供平滑的交流電壓和交流電流于負(fù)載。本發(fā)明通過直流變換單元得到較高的直流母線電壓以及降低對直流母線側(cè)解耦電容要求，相比于兩級式結(jié)構(gòu)，無需變壓器，直流、交流單元在同一級，使用開關(guān)管數(shù)量少，得到的直流母線電壓更高，減小了開關(guān)管導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，控制簡單，可靠性高且整機(jī)效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能變換的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種直流交流電源變換裝置。

背景技術(shù)

隨著目前對節(jié)能環(huán)保的日漸重視，新能源發(fā)電應(yīng)用廣泛，但由于受到外界環(huán)境等因素的影響，新能源發(fā)電系統(tǒng)如太陽能/風(fēng)能等，其輸出電壓范圍寬，同時其電磁工作環(huán)境惡劣，需要配置具有較高升壓能力的高效率、高可靠性直流交流變換裝置，將新能源輸出電壓變成電壓頻率符合要求的交流電壓。傳統(tǒng)的直流-交流變換電路因存在橋臂直通問題，電磁干擾環(huán)境下可靠性較低，其交流輸出電壓需低于直流輸入電壓，不能滿足以上工作要求。

現(xiàn)有的解決方案是在直流-交流電路中加入交流變壓器或直流變換器以達(dá)到升壓功能，但交流變壓器體積龐大笨重且實現(xiàn)成本高，而加入直流變換器的兩級式結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜且影響效率，同時它們可靠性并沒有提高；現(xiàn)有的單極式變換器如阻抗源變流器具有升壓能力且可靠性較高，但其升壓工作需要利用橋臂直通狀態(tài)，開關(guān)管電流應(yīng)力和導(dǎo)通損耗很大，系統(tǒng)效率低，并且僅適用于三相交流輸出應(yīng)用場合。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種直流交流電源變換裝置，相比傳統(tǒng)兩級式結(jié)構(gòu)，直流升壓能力更高，對電感值要求小，降低電感銅耗、鐵耗、磁芯損耗，開關(guān)管數(shù)量較少且不存在直通狀態(tài)，變換器整體效率得到提升，系統(tǒng)可靠性高。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種直流交流電源變換裝置，包括依次連接的直流變換單元、交流變換單元、濾波單元；

其中，所述直流變換單元用以根據(jù)直流電源輸出對應(yīng)的直流母線電壓，且直流母線電壓高于直流電源的電壓；所述直流變換單元包括直流電源、第一電容、第二電容、第一電感、第二電感、第二開關(guān)管和第四開關(guān)管，當(dāng)?shù)诙_關(guān)管和第四開關(guān)管中至少一導(dǎo)通時，所述直流電源對第二電容和第二電感充電，第二電容與第二電感儲能；當(dāng)?shù)诙_關(guān)管和第四開關(guān)管均關(guān)斷時，所述第二電容與第二電感串聯(lián)將各自儲存的電能轉(zhuǎn)換給第一電容，提升第一電容的電壓，即直流母線電壓；

所述交流變換單元用于接受直流變換單元輸出的直流母線電壓，并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的交流電壓和交流電流；所述濾波單元用于濾除交流電流和交流電壓的紋波，提供平滑的交流電壓和交流電流于負(fù)載。

進(jìn)一步的，所述直流變換單元還包含第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一開關(guān)管、第三開關(guān)管；

所述第一電感的第一端與第一二極管的陰極連接，第二電感的第一端與直流電源正極、第一二極管陽極連接；所述第一電感的第二端與第二二極管陽極、第二電容第一端連接，第二電感的第二端與第二電容第二端連接。

進(jìn)一步的，所述交流變換單元包括相互并聯(lián)連接的第一橋臂、第二橋臂，第一橋臂由第一開關(guān)管與第二開關(guān)管串接而成，第二橋臂由第三開關(guān)管與第四開關(guān)管串接而成。

進(jìn)一步的，所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管互補導(dǎo)通，且第三開關(guān)管和第四開關(guān)管互補導(dǎo)通。

進(jìn)一步的，所述第一橋臂的中點為第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接點，第二橋臂的中點為第三開關(guān)管與第四開關(guān)管的連接點。