一種高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器制造技術

本發(fā)明專利技術公布了一種高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器，屬逆變器。本發(fā)明專利技術的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器包括輸入電源、第一濾波電感、第二濾波電感、第一開關管、第二開關管、第五開關管、第六開關管、第一開關單元、第二開關單元、濾波電路和電網(wǎng)。本發(fā)明專利技術沒有傳統(tǒng)橋式逆變器橋臂的功率管直通問題，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；各開關管不需要設死區(qū)時間，提高了電網(wǎng)電流的波形質量；可實現(xiàn)單級升降壓變換，不需要傳統(tǒng)降壓型并網(wǎng)逆變器的兩級變換；只需要2個二極管。

A high reliable grid connected inverter

The invention discloses a high reliable grid connected inverter with ascending and descending voltage, belonging to an inverter. High reliable lifting pressure inverter of the invention includes an input power supply, the first second filter inductor, inductance, the first switch, the second switch, the fifth switch, the sixth switch, the first switch unit, a second switch unit, filter circuit and power grid. The power without traditional bridge inverter tube through the problem, greatly improve the reliability of the system; the switches do not need to set up the dead time, improve the waveform quality of the grid current; can realize the single stage buck boost conversion, does not require the traditional buck inverter two level converter; only 2 diode.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器
本專利技術涉及一種逆變器，尤其是一種高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器。
技術介紹
隨著環(huán)境污染的日益加劇和化石能源的不斷緊缺，燃料電池、風能和太陽能等可再生能源由于具有清潔安全、無污染、可再生等優(yōu)點而越來越受到人們的關注。但太陽能電池和燃料電池等的輸出為直流電，而電網(wǎng)電壓為交流電，因此，并網(wǎng)逆變器成為分布式發(fā)電系統(tǒng)和微電網(wǎng)的重要組成部分。又由于太陽能電池和燃料電池等的輸出電壓范圍寬，有時低于電網(wǎng)電壓，有時高于電網(wǎng)電壓，因此，采用傳統(tǒng)的單級降壓型逆變器無法實現(xiàn)，通常需要再加一個前級DC-DC變換器，從而提高了系統(tǒng)的復雜性，降低了可靠性，增加了系統(tǒng)的成本。公開文獻(CN102005962B)公開的升降壓并網(wǎng)逆變器及其控制方法，實現(xiàn)了單級升降壓變換的功能，具有高的可靠性；公開文獻(CN103219912B)公開的一種適合寬輸入電壓升降壓并網(wǎng)逆變器的控制方法，在公開文獻(CN102005962B)主電路拓撲的基礎上，提出了一種新的控制方法，可工作在升降壓和降壓兩種模式。但上述公開文獻存在如下問題：需要4個二極管，成本較高；開關損耗和導通損耗高，效率低，不利于推廣應用。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于針對現(xiàn)有技術中并網(wǎng)逆變器的缺點，提出一種功率器件少和效率高的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器。本專利技術的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器，包括輸入電源Uin、第一濾波電感L1、第二濾波電感L2、第一開關管S1、第二開關管S2、第五開關管S5、第六開關管S6、第一開關單元1、第二開關單元2、濾波電路3和電網(wǎng)ug，其中第一開關單元1包括第三開關管S3和第一二極管D1，第二開關單元2包括第四開關管S4和第二二極管D2，濾波電路3包括濾波電感Lg、阻尼電阻Rd和濾波電容Cf。具體拓撲結構為：輸入電源Uin的正極分別連接第一濾波電感L1的一端、第二濾波電感L2的一端、第三開關管S3的一端和第四開關管S4的一端，輸入電源Uin的負極連接第一開關管S1的一端和第二開關管S2的一端，第一開關管S1的另一端連接第五開關管S5的一端和第一濾波電感L1的另一端，第五開關管S5的另一端分別連接第一二極管D1的陽極、濾波電感Lg的一端和阻尼電阻Rd的一端，第一二極管D1的陰極連接第三開關管S3的另一端，阻尼電阻Rd的另一端連接濾波電容Cf的一端，濾波電感Lg的另一端連接電網(wǎng)ug的正極，電網(wǎng)ug的負極分別連接濾波電容Cf的另一端、第六開關管S6的一端和第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陰極連接第四開關管S4的另一端，第六開關管S6的另一端分別連接第二開關管S2的另一端和第二濾波電感L2的另一端。第一開關管S1和第二開關管S2驅動信號共地，第三開關管S3和第四開關管S4驅動信號共地。第一～第六開關管為IGBT或MOSFET。第一二極管和第二二極管為碳化硅二極管或快恢復二極管。輸入電源Uin為蓄電池、燃料電池或光伏電池等新型儲能電源中的一種。本專利技術的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器的控制方法：當電網(wǎng)ug大于等于零時，第二開關管S2、第三開關管S3和第六開關管S6常斷，第四開關管S4和第五開關管S5同時開通關斷，第一開關管S1和第四開關管S4互補開關，通過調節(jié)第一開關管S1的占空比來調節(jié)電網(wǎng)電流ig的大小，保證電網(wǎng)電流ig與電網(wǎng)ug同頻同相；當電網(wǎng)ug小于零時，第一開關管S1、第四開關管S4和第五開關管S5常斷，第三開關管S3和第六開關管S6同時開通關斷，第二開關管S2和第三開關管S3互補開關，通過調節(jié)第二開關管S2的占空比來調節(jié)電網(wǎng)電流ig的大小，保證電網(wǎng)電流ig與電網(wǎng)ug同頻同相。本專利技術的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器沒有傳統(tǒng)橋式逆變器橋臂的功率管直通問題，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；各開關管不需要設死區(qū)時間，提高了電網(wǎng)電流的波形質量；可實現(xiàn)單級升降壓變換，不需要傳統(tǒng)降壓型并網(wǎng)逆變器的兩級變換；只需要2個二極管。附圖說明圖1：本專利技術的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器的拓撲結構圖。圖中的主要符號名稱：Uin——電源電壓，S1～S6——開關管，D1和D2——二極管，L1，L2——濾波電感，Lg——網(wǎng)側濾波電感，Cf——濾波電容，Rd——阻尼電阻，ug——電網(wǎng)電壓，ig——電網(wǎng)電流，iL1，iL2——電感L1和L2的電流。具體實施方式由圖1可知，本申請的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器，包括輸入電源Uin、第一濾波電感L1、第二濾波電感L2、第一開關管S1、第二開關管S2、第五開關管S5、第六開關管S6、第一開關單元1、第二開關單元2、濾波電路3和電網(wǎng)ug，其中第一開關單元1包括第三開關管S3和第一二極管D1，第二開關單元2包括第四開關管S4和第二二極管D2，濾波電路3包括濾波電感Lg、阻尼電阻Rd和濾波電容Cf。具體拓撲結構為：輸入電源Uin的正極分別連接第一濾波電感L1的一端、第二濾波電感L2的一端、第三開關管S3的一端和第四開關管S4的一端，輸入電源Uin的負極連接第一開關管S1的一端和第二開關管S2的一端，第一開關管S1的另一端連接第五開關管S5的一端和第一濾波電感L1的另一端，第五開關管S5的另一端分別連接第一二極管D1的陽極、濾波電感Lg的一端和阻尼電阻Rd的一端，第一二極管D1的陰極連接第三開關管S3的另一端，阻尼電阻Rd的另一端連接濾波電容Cf的一端，濾波電感Lg的另一端連接電網(wǎng)ug的正極，電網(wǎng)ug的負極分別連接濾波電容Cf的另一端、第六開關管S6的一端和第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陰極連接第四開關管S4的另一端，第六開關管S6的另一端分別連接第二開關管S2的另一端和第二濾波電感L2的另一端。第一開關管S1和第二開關管S2驅動信號共地，第三開關管S3和第四開關管S4驅動信號共地。第一～第六開關管為IGBT或MOSFET。第一二極管和第二二極管為碳化硅二極管或快恢復二極管。輸入電源Uin為蓄電池、燃料電池或光伏電池等新型儲能電源中的一種。本申請的高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器的控制方法：當電網(wǎng)ug大于等于零時，第二開關管S2、第三開關管S3和第六開關管S6常斷，第四開關管S4和第五開關管S5同時開通關斷，第一開關管S1和第四開關管S4互補開關，通過調節(jié)第一開關管S1的占空比來調節(jié)電網(wǎng)電流ig的大小，保證電網(wǎng)電流ig與電網(wǎng)ug同頻同相；當電網(wǎng)ug小于零時，第一開關管S1、第四開關管S4和第五開關管S5常斷，第三開關管S3和第六開關管S6同時開通關斷，第二開關管S2和第三開關管S3互補開關，通過調節(jié)第二開關管S2的占空比來調節(jié)電網(wǎng)電流ig的大小，保證電網(wǎng)電流ig與電網(wǎng)ug同頻同相。電網(wǎng)電流ig可采用正弦脈沖寬度調制或者滯環(huán)電流控制。在分析之前，作如下假設：①所有開關管和二極管均為理想器件，不考慮開關時間，導通壓降；②所有電感、電容均為理想元件。電網(wǎng)電壓ug大于等于零時，存在2種工作模態(tài)，具體如下：1)開關模態(tài)1第一開關管S1開通，其他開關管都關斷，第二開關管S2承受的電壓為Uin，第三開關管S3、第四開關管S4和第五開關管S5承受的電壓為0，第六開關管S6承受的電壓為Uin+ug，第一二極管D1承受的電壓為Uin，第二二極管D2承受的電壓為Uin+ug，第一濾波電感電流iL1上升。2)開關模態(tài)2第四開關管S4和第五開關管S5開通，其他開關管都關斷，第一開關管S1承受的電壓為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器，其特征在于包括輸入電源U

【技術特征摘要】
1.一種高可靠升降壓并網(wǎng)逆變器，其特征在于包括輸入電源Uin、第一濾波電感L1、第二濾波電感L2、第一開關管S1、第二開關管S2、第五開關管S5、第六開關管S6、第一開關單元1、第二開關單元2、濾波電路3和電網(wǎng)ug，其中第一開關單元1包括第三開關管S3和第一二極管D1，第二開關單元2包括第四開關管S4和第二二極管D2，濾波電路3包括濾波電感Lg、阻尼電阻Rd和濾波電容Cf。具體拓撲結構為：輸入電源Uin的正極分別連接第一濾波電感L1的一端、第二濾波電感L2的一端、第三開關管S3的一端和第四開關管S4的一端，輸入電源Uin的負極連接第一開關管S1的一端和第二開關管S2的一端，第一開關管S1的另一端連接第五開關管S5的一端和第一濾波電感L1的另一端，第五開關管S5的另一端分別連接第一二極管D1的陽極、濾波電感Lg的一端和阻尼電阻Rd的一端，第一二極管D1的陰極連接第三...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：姚志壘，徐靜，徐進，彭思敏，李小凡，廖啟蒙，
申請(專利權)人：鹽城工學院，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32