[發明專利]基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統及控制方法

在審

• 申請號: 202110760169.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113507229A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 江鴻翔;黃海耀;曾劍紅;蘭太壽;徐心靖;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
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M3/158;H02M3/07;H02M1/088
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

本發明涉及一種基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統，包括輸入直流源、開關電容網絡、單相高頻組合調制開關、輸出濾波電路和負載；所述輸入直流源、開關電容網絡、單相高頻組合調制開關、輸出濾波電路和負載依序級聯。本發明相較于傳統降壓逆變系統，具有效率高、體積小、輸入電壓范圍寬等優點，適用于大容量逆變場合。

技術領域

本發明涉及電力電子變換技術領域，具體涉及一種基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統及其方法。

背景技術

降壓型逆變系統在新能源發電領域得到廣泛應用，傳統單相全橋型Buck逆變系統存在全橋橋臂直通問題，需設置控制死區，且直流輸入電壓范圍有限，不適用于需要較寬輸入電壓范圍的應用場合。雙Buck型逆變系統，雖然改進了傳統單相全橋型Buck逆變系統橋臂直通的問題，相較于單相全橋Buck型逆變系統其輸入電壓范圍也有所改善，但同時也引入了另一路的儲能輸出電感，造成系統重量、成本和體積增加的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統及其方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統，包括輸入直流源、開關電容網絡、單相高頻組合調制開關、輸出濾波電路和負載；所述輸入直流源、開關電容網絡、單相高頻組合調制開關、輸出濾波電路和負載依序級聯。

進一步的，所述開關電容網絡包括兩個儲能電容C₁、C₂、三個高頻斬波功率開關S₅、S₆和S₇；所述高頻斬波功率開關S₇的一端與輸入直流源的參考正極性端相連接，另一端與儲能電容C₁的參考正極性端及高頻斬波功率開關S₅的一端分別連接；所述高頻斬波功率開關S₅的另一端與儲能電容C₂的參考正極性端相連接；所述高頻斬波功率開關S₆的一端與儲能電容C₂的參考負極性端及輸入直流電源的參考負極性端分別連接；所述高頻斬波功率開關S₆的另一端與儲能電容C₁的參考負極性端連接；儲能電容C₂的參考正極性端與單相高頻組合調制開關的正母線端相連接，儲能電容C₁的參考負極性端與單相高頻組合調制開關的負母線端相連接。

進一步的，所述單相高頻組合調制開關由四個承受單相電壓應力和雙相電流應力的兩象限功率開關構成。

進一步的，所述輸出濾波電路由輸出濾波電感L_f、輸出濾波電容C_f依次級聯構成。

一種基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統的控制方法，包括以下步驟：基于開關電容網絡的寬輸入降壓逆變系統輸出電壓反饋信號u_o與輸出電壓參考u_oref進入輸出電壓PI外環，PI調節器輸出信號u_e再與前饋控制信號u_s1進入比較器1后產生系統儲能占空比D，最后經過組合邏輯電路產生各開關管驅動信號。當輸入電壓或是輸出負載突變時，通過控制儲能占空比實現輸出電壓u_o的穩定。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

本發明相較于傳統降壓逆變系統，具有效率高、體積小、輸入電壓范圍寬等優點，適用于大容量逆變場合。

附圖說明

圖1是本發明系統結構示意圖；

圖2是本發明一實施例中電路拓撲圖；