[發明專利]能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置

有效

• 申請號: 202010958045.5
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112019062B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 張廣智
• 申請（專利權）人: 南京力駿新能源儲能研究院有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/483;H02M7/219
• 代理公司: 北京翔甌知識產權代理有限公司 11480
• 代理人: 向維登

1.一種能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：其包括：

鋰電池；

前級逆變器，與鋰電池電連接，由多個MOS管并聯構成H橋逆變的拓撲結構；

高頻變壓器，包括互耦和自耦兩種形式，其初級繞組端與所述前級逆變器電連接；

二次側有源整流器件，與高頻變壓器的次級繞組端電連接，且由12只IGBT或MOS管構成完全自關斷H橋拓撲結構形式；

有源鉗位電路，與鋰電池以及二次側有源整流器件連接，用以消除電感無功電流產生的電壓尖峰，并將消除的電壓尖峰轉移至鋰電池處存儲；

控制電路，具有兩個控制信號輸出端，分別與前級逆變器以及二次側有源整流器件連接，且其設有用于鋰電池電壓檢測的電壓采樣端以及用于鋰電池電流檢測的電流采樣端，其還設有用于檢測輸出交流電壓的交流電壓采樣端，

通過前級逆變器將鋰電池輸出的電壓逆變轉換為載有正弦波信息的方波交流電，利用高頻變壓器升壓，并通過二次側有源整流器件把載有正弦波信息的交流電按相位選取不同的繞組電壓解調提取，并利用電感濾波，并轉換為正弦波交流電。

2.根據權利要求1所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：所述鋰電池與前級逆變器之間設有電容濾波電路。

3.根據權利要求1所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：所述二次側有源整流器件與輸出端之間設有LC濾波電路。

4.根據權利要求1所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：所述高頻變壓器為自感型或互感型，且所述高頻變壓器的次級繞組匝比關系為

N2:N3=1:2，

V₂：V₃=1:2；

V₂₊₃=V₂+V₃≥220*√2V，其中V₂，V₃以及V₂₊₃為三電平。

5.根據權利要求1或4所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置的輸出的電壓值=當前選擇的電平值*當前前級逆變器的占空比*變壓器的匝數比。

6.根據權利要求1所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：所述有源鉗位電路包括：

第一接口，用于與二次側有源整流器件連接；

第二接口，用于與鋰電池連接；

第一整流電路，與所述第一接口連接，用于交直流轉換；

電量緩沖器，與所述第一整流電路的輸出端連接，用于吸收及存儲尖峰電壓的能量；

逆變器，與電量緩沖器的正負端連接，用于將電量緩沖器轉移的直流電逆變為交流方波形式；

電壓轉換電路，分別與逆變器的輸出端以及第二接口連接，用于將由電量緩沖器存儲的多余電量轉移到鋰電池中；

脈沖寬度調制電路，與逆變器的控制端連接，用于待鉗位電路的鉗位電壓調節。

7.根據權利要求6所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：所述電壓轉換電路包括用于將電量緩沖器轉移的能量轉移到鋰電池中的變壓器以及與第二接口之間設有第二整流電路。

8.根據權利要求1所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：其中前級逆變器按

D=（（V_BATTRY*N₂₊₃/N₀）/（220√2））*( V₂₊₃/V_X)* sin?控制運行;

式中V_BATTRY為鋰電池電壓，V_X為運行時所選電平電壓，?為相位角度；（V_BATTRY*N₂₊₃/N₀）/（220√2）理論值為1。

9.根據權利要求1所述的能實現能量回饋的正弦波高頻鏈三電平鋰電池逆變裝置，其特征在于：二次側有源整流器件具有三種電平狀態V₂、V₃、V₂₊₃。