[發明專利]一種雙輸入雙升壓無漏電流逆變器及其控制電路和方法

有效

• 申請號: 202110836456.1
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113595427B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 胡雪峰;毛鵬;丁新平;王艷杰
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/44
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本發明公開了一種雙輸入雙升壓無漏電流逆變器及其控制電路和方法，屬于電力電子變換器技術領域。逆變器的電感L₁一端連接輸入電源U_in1正極，電感L₁另一端連接開關管S₁的A端和二極管D₁的陽極；二極管D₁的陰極連接電容C₁的一端和開關管S₅的A端；電容C₁的另一端、輸入電源U_in1負極、輸入電源U_in2負極、開關管S₁的C端、開關管S₂的C端、開關管S₃的A端均連接輸出節點b；二極管D₂的陽極連接輸入電源U_in2正極和電感L₂的一端；電感L₂的另一端連接電容C₂的一端和開關管S₂的A端；電容C₂的另一端連接開關管S₃的C端和開關管S₄的C端；開關管S₄的A端與開關管S₅的C端相連，并共同接入輸出節點a。本發明采用雙電源供電，控制簡單，升壓比高，且無漏電流問題。

技術領域

本發明屬于電力電子變換器技術領域，更具體地說，涉及一種雙輸入雙升壓無漏電流逆變器及其控制電路和方法。

背景技術

新能源發電系統的快速發展，對逆變器的性能要求也越來越高。并網逆變器作為電網和光伏陣列的主要接口設備，其性能決定著整個光伏發電系統的性能，追求高可靠性、高功率密度、高效率和高質量波形輸出是逆變器的發展趨勢。

傳統橋式逆變器具有拓撲簡單、成本較低的特點，因此得到廣泛應用，但傳統橋式逆變器沒有升壓功能，在新能源發電系統中需要兩級式電路來實現并網或交流負載供電(即前級升壓電路，后級全橋逆變器)，使用了較多器件，增加了電路的體積，損耗增大，降低了系統效率。同時系統存在漏電流問題，產生EMI影響，對系統正常運行和人生安全都有影響，降低了系統的可靠性。

升壓式逆變器是近年研究應用較多的一種逆變器拓撲，該拓撲通常復用升壓和逆變單元，減少了開關管的數量，同時實現對分布式能源的升壓與逆變功能，從而減少了系統的損耗，提高了系統的功率密度和效率。但這些拓撲升壓能力較低，且結構本身存在漏電流問題，對系統的可靠性和安全性帶來影響，一般需要增加保護電路如變壓器或者共模電感實現電氣隔離減少漏電流，或者對控制方法進行設計實現共模電壓恒定來抑制漏電流。增加保護電路會給系統效率帶來影響且提高了逆變器成本，而設計控制策略一般會比較復雜且不易實現。

中國發明專利申請，公開號：CN107834886A；公開日：2018年3月23日；公開了一種單級升壓逆變器及其控制方法，該申請案在輸入直流電源側加入升壓電感，不僅實現了升壓，還解決了兩級式電路復雜的特點，其不足之處在于，該逆變器對全橋逆變進行了大幅度的改變，出發點是為了實現逆變器的升壓功能，但使用了較多的開關器件，增加了電路的體積，損耗增大，降低了逆變器的效率。

現有技術中多篇文獻涉及雙輸入升壓變器的研究，例如：1)論文名稱為：《雙Boost逆變器半周期調制策略研究》，論文作者為：徐飛、湯雨等；發表在《中國電機工程學報》2014年12月，第34卷第36期上。2)論文名稱為：《新型雙Boost逆變電源研究》，論文作者為：陳哲、崔玉龍；發表在《電力電子技術》2013年8月，第47卷第8期上。以上論文結構本身工作時均會產生漏電流，應用場景有限，無法滿足廣泛需求。

發明內容

針對現有技術中存在的升壓逆變器存在升壓比低的問題，本發明提供了一種雙輸入雙升壓無漏電流逆變器及其控制電路和方法，采用雙電源供電，可實現兩個電源的無縫切換，保證逆變器正常運行，提高了系統的穩定性，可以獲得更高的電壓增益，且無漏電流問題。

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。