[發明專利]一種單級單相高增益組合式升壓逆變電路及升壓逆變方法

有效

• 申請號: 202010829900.2
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111987924B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 江鴻翔;趙國勝
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司檢修分公司;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/5387
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種單級單相高增益組合式升壓逆變電路及升壓逆變方法。所述電路由輸入直流源、開關感容網絡、單相高頻組合調制開關、輸出濾波電路、交流負載或電網負載依序級聯構成。本發明相較于傳統逆變器，具有單級功率傳輸密度高，體積小，開關損耗小，效率高等優點，適用于中小容量逆變場合。

技術領域

本發明涉及電力電子變換技術領域，具體為一種單級單相高增益組合式升壓逆變電路及升壓逆變方法。

背景技術

目前在中小容量的逆變場合，常采用Buck型的單級單相的電壓型的逆變器電路結構，但該類型逆變器要求直流母線側電壓要高于交流側相電壓峰值，存在明顯缺陷：(1)輸入直流側電壓必須高于交流側相電壓峰值；(2)由于光伏風力等新能源受天氣氣候影響可能使直流側電壓低于正常工作范圍，導致系統無法工作。對于這些問題，常采用在前級加入Boost直流變換器的方式構成兩級逆變器結構或輸出加單相工頻變壓器的方式解決，但都會導致系統存在系統結構復雜，系統效率降低，體積、重量、成本增大等問題。另一種常見的采用Boost型的帶旁路開關的單級單相電流型的逆變器電路結構，則存在逆變器增益范圍受限、開關管應力較大等問題。

綜上，現有技術主要存在如下缺點：

1.Buck型的單級單相的電壓型的逆變器電路結構，存在明顯缺陷：(1)輸入直流側電壓必須高于交流側相電壓峰值；(2)由于光伏風力等新能源受天氣氣候影響可能使直流側電壓低于正常工作范圍，導致系統無法工作。

2.前級加入Boost直流變換器的方式構成兩級逆變器結構或輸出加單相工頻變壓器的方式解決，但都會造成系統存在結構復雜，系統效率降低，體積、重量、成本增大等問題。

3.采用Boost型的帶旁路開關的單級單相電流型的逆變器電路結構，則存在逆變器增益范圍受限、開關管應力較大等問題。

4.針對在中小容量的逆變場合，現有技術存在的傳統逆變器升壓能力、工作效率的缺陷，提供一種單級單相高增益組合式升壓逆變器。本發明具有高增益、體積小、效率高等優點。

本發明需要解決的關鍵技術問題有：單級單相高增益組合式升壓逆變器的拓撲設計以及單級單相高增益組合式升壓逆變器的多模式控制方法的研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單級單相高增益組合式升壓逆變電路及升壓逆變方法，本發明相較于傳統逆變器，具有單級功率傳輸密度高，體積小，開關損耗小，效率高等優點，適用于中小容量逆變場合。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種單級單相高增益組合式升壓逆變電路，由輸入直流源、開關感容網絡、單相高頻組合調制開關、輸出濾波電路、交流負載或電網負載依序級聯構成；所述開關感容網絡包括儲能電感L₁，儲能電容C₁、C₂，高頻斬波功率開關S₅，模式選擇功率開關S₆、S₇、S₈；輸入直流源的參考正極性端與C₁的參考負極性端、L₁的一端相連接，L₁的另一端與S₆的一端、S₅的一端、C₂的參考正極性端相連接，S₇、S₈組合成一個四象限功率開關S_j，S₅的另一端與S_j的一端、輸入直流源的參考負極性端相連接，S₆的另一端與C₁的參考正極性端相連接，C₂的參考負極性端與S_j的另一端相連接，共同構成開關感容網絡的輸出端口，S₆的另一端與C₁的參考正極性端的連接端與單相高頻組合調制開關的正母線端相連接，S_j的另一端與單相高頻組合調制開關的負母線端相連接。