[發明專利]逆變器及其控制方法

在審

• 申請號: 202210832933.1
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115296556A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 嚴逢生;林志慧
• 申請（專利權）人: 華為數字能源技術有限公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M7/5387;H02M7/493;H02S40/32;H02J3/38
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 易浩球

本申請提供了一種逆變器及其控制方法，該逆變器包括逆變電路、續流橋臂、兩個電感和控制器，續流橋臂包括第一續流開關管和第二續流開關管。逆變電路包括第一開關管和第二開關管。在控制第一開關管和第二開關管從導通狀態切換至關斷狀態后，第一續流開關管的反向并聯二極管、兩個電感、交流電網與第二續流開關管構成第一續流回路，控制器控制第一續流開關管導通。在第一續流開關管導通第一預設時長后，第二續流開關管的反向并聯二極管、兩個電感、交流電網與第一續流開關管構成第二續流回路，控制第一續流開關管關斷。在第一續流開關管關斷后，控制第一開關管和第二開關管導通。采用本申請，可降低逆變器中開關管的開關損耗。

技術領域

本申請涉及電源技術領域，尤其涉及一種逆變器及其控制方法。

背景技術

傳統的光伏并網逆變器都是采用變壓器來進行電隔離的，以此保障人身安全。但是，變壓器的使用也大大降低了光伏系統的效率。對此，近年來人們提出了多種無變壓器光伏逆變器拓撲，這其中包括Heric拓撲，該拓撲是在H橋的橋臂的輸出端之間加上兩個反向的開關管進行續流。

在Heric拓撲中，高頻管(即H橋臂中的開關管)和續流管(即兩個反向的開關管)均工作在硬開關狀態，即開關管在導通過程中，開關管電壓下降與開關管電流上升有一個交疊區產生開通損耗；開關管關斷過程中，開關管電壓上升與開關管下降有一個交疊區產生關斷損失。因此上述Heric拓撲的開關損耗大，從而會影響Heric拓撲結構的逆變器(簡稱Heric逆變器)的效率。因此，如何降低Heric逆變器中開關管的開關損耗尤為重要。

發明內容

本申請提供了一種逆變器及其控制方法，可降低逆變器中的開關管的開關損耗，適用性強。

第一方面，本申請提供了一種逆變器，該逆變器的輸入端和輸出端分別用于連接光伏組串和交流電網。逆變器包括逆變電路、續流橋臂、兩個電感和控制器，其中：逆變電路的兩個輸出端分別連接續流橋臂的兩端。續流橋臂的兩端分別通過兩個電感導電連接到逆變器的兩個輸出端。續流橋臂包括串聯的第一續流開關管和第二續流開關管、以及第一續流開關管的反向并聯二極管和第二續流開關管的反向并聯二極管，且第一續流開關管的反向并聯二極管的導通方向和第二續流開關管的反向并聯二極管的導通方向相反。逆變電路包括第一開關管和第二開關管。在控制第一開關管和第二開關管從導通狀態切換至關斷狀態后，第一續流開關管的反向并聯二極管、兩個電感、交流電網與第二續流開關管構成第一續流回路，可以得到第一續流開關管的電壓為零，則控制器控制第一續流開關管導通，以實現第一續流開關管的零電壓導通。在第一續流開關管導通第一預設時長后，第二續流開關管的反向并聯二極管、兩個電感、交流電網與第一續流開關管構成第二續流回路，則控制第一續流開關管關斷。在第一續流開關管關斷后，光伏組串、交流電網、兩個電感、第一開關管的反向并聯二極管和第二開關管的反向并聯二極管構成第三續流回路，可以得到第一開關管的電壓和第二開關管的電壓均為零，則控制第一開關管和第二開關管導通，以實現第一開關管和第二開關管的零電壓導通。從而降低逆變器中開關管的開關損耗，進而提高逆變器的效率。

結合第一方面，在第一種可能的實施方式中，逆變電路還包括第一開關管的反向并聯二極管和第二開關管的反向并聯二極管。在第一續流開關管關斷第二預設時長后，由于電感電流方向不能突變，光伏組串、交流電網、兩個電感、第一開關管的反向并聯二極管和第二開關管的反向并聯二極管構成第三續流回路，且第三續流回路中流經兩個電感的電流方向與第一續流回路中流經兩個電感的電流方向相同，說明第一開關管的電壓和第二開關管的電壓均為零，則控制器控制第一開關管和第二開關管導通，以實現第一開關管和第二開關管的零電壓導通，從而降低第一開關管和第二開關管的開關損耗，進而提高第一開關管和第二開關管的開關頻率和效率。