【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力電子，具體涉及一種隔離型雙向逆變模塊及其控制方法。
技術介紹
1、并網逆變常用的開關電源拓撲結構有：推挽式(push-pull)拓撲、半橋式(half-bridge)拓撲及全橋式(full-bridge)拓撲。相關技術中的隔離型的ups逆變以及光伏逆變變壓器初級側通常采用最簡單的推挽結構，而次級側會增加一級全波整流電路，再通過一組全橋結構功率開關實現交流輸出。然而給輸入端蓄電池或太陽能電池陣列充電還得需要一級ac/dc，這樣的dc/ac、ac/dc多級轉換使電路變得異常復雜，成本高且效率低。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種低成本、高效率的隔離型雙向逆變模塊及其控制方法，本模塊電路結構簡單，能實現單極雙向逆變并網控制，且能阻止電網倒灌電流。
2、本專利技術的技術方案是這樣實現的：本專利技術公開了一種隔離型雙向逆變模塊，包括用于連接直流電源的第一直流端和第二直流端以及用于連接交流電源的第一交流端和第二交流端，還包括推挽轉換電路和并網逆變電路，所述推挽轉換電路包括功率管q1、功率管q2和變壓器，功率管q1的第一極與功率管q2的第一極連接后經第一濾波電路與第一直流端連接，功率管q1的第二極與變壓器的原邊繞組的第一端連接，功率管q2的第二極與變壓器的原邊繞組的第二端連接，所述變壓器設有第一副邊繞組和第二副邊繞組，所述并網逆變電路包括功率管q4、功率管q5、功率管q6、功率管q7，所述功率管q4的第一極與第一副邊繞
3、進一步地，變壓器的原邊繞組設有抽頭，變壓器的原邊繞組的抽頭經第一濾波電路與第二直流端連接。
4、進一步地，變壓器的原邊繞組的抽頭為中心抽頭，變壓器的原邊繞組的中心抽頭將原邊繞組分為兩個相等的部分，即第一部分繞組和第二部分繞組，所述原邊繞組的第一部分繞組和第二部分繞組的匝數相等且電感量相同。
5、進一步地，所述變壓器的第一副邊繞組和第二副邊繞組相互獨立，所述變壓器的第一副邊繞組、第二副邊繞組的匝數相等且電感量相同。
6、進一步地，第一濾波電路包括電容c1、電容c2和電感l1，所述電感l1的第一端分別與第一直流端以及電容c1的第一端連接，電容c1的第二端與第二直流端連接，所述電感l1的第二端分別與電容c2的第一端以及功率管q1的第一極和功率管q2的第一極連接，電容c2的第二端與第二直流端連接。
7、進一步地，所述功率管q1的第一極與第二極之間連接有第一二極管，所述第一二極管的正極與功率管q1的第二極連接，所述第一二極管的負極與功率管q1的第一極連接；
8、所述功率管q2的第一極與第二極之間連接有第二二極管，所述第二二極管的正極與功率管q2的第二極連接，所述第二二極管的負極與功率管q2的第一極連接。
9、進一步地，所述功率管q4的第一極與第二極之間連接有第四二極管，所述第四二極管的正極與功率管q4的第二極連接，所述第四二極管的負極與功率管q4的第一極連接；
10、所述功率管q5的第一極與第二極之間連接有第五二極管，所述第五二極管的正極與功率管q5的第二極連接，所述第五二極管的負極與功率管q5的第一極連接；
11、所述功率管q6的第一極與第二極之間連接有第六二極管，所述第六二極管的正極與功率管q6的第二極連接，所述第六二極管的負極與功率管q6的第一極連接；
12、所述功率管q7的第一極與第二極之間連接有第七二極管，所述第七二極管的正極與功率管q7的第二極連接，所述第七二極管的負極與功率管q7的第一極連接。
13、進一步地，所述第二濾波電路包括第二電感和第三電感，第二電感的一端與功率管q4的第二極以及功率管q5的第二極連接，第二電感的另一端分別與第三電容的第一端以及第一交流端連接，第三電感的一端與功率管q6的第二極以及功率管q7的第二極連接，第三電感的另一端分別與第三電容的第二端以及第二交流端連接。
14、進一步地，本專利技術的隔離型雙向逆變模塊還包括控制模塊，所述控制模塊與推挽轉換電路的功率管q1、功率管q2的控制極以及并網逆變電路的功率管q4、功率管q5、功率管q6、功率管q7的控制極連接；
15、當進行dc/ac轉換時，控制模塊用于輸出同步電網的奇、偶次spwm波并分別施加至功率管q1、功率管q2的控制極，使功率管q1、功率管q2輪流導通、關斷，以對直流電壓進行斬波控制，將直流側的能量隔離耦合到變壓器的第一副邊繞組和第二副邊繞組；
16、控制模塊用于輸出第一方波驅動信號并施加至功率管q4的控制極，使功率管q4在前半周期0-180°導通，使變壓器的第一副邊繞組中的斬波電壓經由第一副邊繞組的第一端輸出，分別經功率管q4、第二濾波電路、功率管q6的內置二極管回到第一副邊繞組的第二端，完成與電網acl、acn正半周的并網控制；
17、控制模塊用于輸出第二方波驅動信號并施加至功率管q7的控制極，使功率管q7在后半周期180°-360°導通，使變壓器的第二副邊繞組中的斬波電壓經由第二副邊繞組的第二端輸出，分別經功率管q7、第二濾波電路、功率管q5的內置二極管回到第二副邊繞組的第一端，完成與電網acl、acn負半周的并網控制，如此循環，實現dc/ac變換傳送；
18、和/或，
19、當進行ac/dc轉換時，控制模塊用于輸出同步電網的奇、偶次spwm波并分別施加至功率管q7、功率管q6的控制極，使功率管q7、功率管q6在前半周期0°-180°輪流導通、關斷，以對電網acl、acn端的正半周的正弦電壓進行斬波，使電網acl、acn端的能量隔離耦合到原邊繞組，經功率管q1、功率管q2內置的二級管整流后產生0°-180°正半周的波形，后經第一濾波電路將0°-180°正半周的波形平滑為直流電壓給dc+、dc-端充電；
20、控制模塊用于輸出同步電網的奇、偶次spwm波并分別施加至功率管q4、功率管q5的控制極，使功率管q4、功率管q5在后半周期180°-360°輪流導通、關斷，以對電網acl、acn端的負半周的正弦電壓進行斬波，使電網acl、acn端的能量隔離耦合到原邊繞組，經功率管q1、功率管q2內置的二級管整流后產生180°-360°負半周的波形，后經第一濾波電路將180°-360°負半周的波形平滑為直流電壓給dc+、dc-端充電。
21、本專利技術還公開了一種隔離型雙向逆變模塊的控制方法，應用于如上所述的隔離型雙向逆變模塊，該控制方法包括如下步驟：
22、當進行dc/ac轉換時，輸出同步電網的奇、偶次spwm波并分別施加至功本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種隔離型雙向逆變模塊，包括用于連接直流電源的第一直流端和第二直流端以及用于連接交流電源的第一交流端和第二交流端，其特征在于：還包括推挽轉換電路和并網逆變電路，所述推挽轉換電路包括功率管Q1、功率管Q2和變壓器，功率管Q1的第一極與功率管Q2的第一極連接后經第一濾波電路與第一直流端連接，功率管Q1的第二極與變壓器的原邊繞組的第一端連接，功率管Q2的第二極與變壓器的原邊繞組的第二端連接，所述變壓器設有第一副邊繞組和第二副邊繞組，所述并網逆變電路包括功率管Q4、功率管Q5、功率管Q6、功率管Q7，所述功率管Q4的第一極與第一副邊繞組的第一端連接，所述功率管Q5的第一極與第二副邊繞組的第一端連接，功率管Q4的第二極與功率管Q5的第二極連接后經第二濾波電路與第一交流端連接，所述功率管Q6的第一極與第一副邊繞組的第二端連接，所述功率管Q7的第一極與第二副邊繞組的第二端連接，功率管Q6的第二極與功率管Q7的第二極連接后經第二濾波電路與第二交流端連接。
2.如權利要求1所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：變壓器的原邊繞組設有抽頭，變壓器的原邊繞組的抽頭經第一濾波電路與第二直流
3.如權利要求2所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：變壓器的原邊繞組的抽頭為中心抽頭，變壓器的原邊繞組的中心抽頭將原邊繞組分為兩個相等的部分，即第一部分繞組和第二部分繞組，所述原邊繞組的第一部分繞組和第二部分繞組的匝數相等且電感量相同。
4.如權利要求1或3所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：所述變壓器的第一副邊繞組和第二副邊繞組相互獨立，所述變壓器的第一副邊繞組、第二副邊繞組的匝數相等且電感量相同。
5.如權利要求1或2所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：第一濾波電路包括電容C1、電容C2和電感L1，所述電感L1的第一端分別與第一直流端以及電容C1的第一端連接，電容C1的第二端與第二直流端連接，所述電感L1的第二端分別與電容C2的第一端以及功率管Q1的第一極和功率管Q2的第一極連接，電容C2的第二端與第二直流端連接。
6.如權利要求1所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：所述功率管Q1的第一極與第二極之間連接有第一二極管，所述第一二極管的正極與功率管Q1的第二極連接，所述第一二極管的負極與功率管Q1的第一極連接；
7.如權利要求1所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：所述功率管Q4的第一極與第二極之間連接有第四二極管，所述第四二極管的正極與功率管Q4的第二極連接，所述第四二極管的負極與功率管Q4的第一極連接；
8.如權利要求1所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：所述第二濾波電路包括第二電感、第三電感和第三電容，第二電感的一端與功率管Q4的第二極以及功率管Q5的第二極連接，第二電感的另一端分別與第三電容的第一端以及第一交流端連接，第三電感的一端與功率管Q6的第二極以及功率管Q7的第二極連接，第三電感的另一端分別與第三電容的第二端以及第二交流端連接。
9.如權利要求1所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：還包括控制模塊，所述控制模塊與推挽轉換電路的功率管Q1、功率管Q2的控制極以及并網逆變電路的功率管Q4、功率管Q5、功率管Q6、功率管Q7的控制極連接；
10.一種隔離型雙向逆變模塊的控制方法，其特征在于：應用于如權利要求1至9任一所述的隔離型雙向逆變模塊，該控制方法包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種隔離型雙向逆變模塊，包括用于連接直流電源的第一直流端和第二直流端以及用于連接交流電源的第一交流端和第二交流端，其特征在于：還包括推挽轉換電路和并網逆變電路，所述推挽轉換電路包括功率管q1、功率管q2和變壓器，功率管q1的第一極與功率管q2的第一極連接后經第一濾波電路與第一直流端連接，功率管q1的第二極與變壓器的原邊繞組的第一端連接，功率管q2的第二極與變壓器的原邊繞組的第二端連接，所述變壓器設有第一副邊繞組和第二副邊繞組，所述并網逆變電路包括功率管q4、功率管q5、功率管q6、功率管q7，所述功率管q4的第一極與第一副邊繞組的第一端連接，所述功率管q5的第一極與第二副邊繞組的第一端連接，功率管q4的第二極與功率管q5的第二極連接后經第二濾波電路與第一交流端連接，所述功率管q6的第一極與第一副邊繞組的第二端連接，所述功率管q7的第一極與第二副邊繞組的第二端連接，功率管q6的第二極與功率管q7的第二極連接后經第二濾波電路與第二交流端連接。
2.如權利要求1所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：變壓器的原邊繞組設有抽頭，變壓器的原邊繞組的抽頭經第一濾波電路與第二直流端連接。
3.如權利要求2所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：變壓器的原邊繞組的抽頭為中心抽頭，變壓器的原邊繞組的中心抽頭將原邊繞組分為兩個相等的部分，即第一部分繞組和第二部分繞組，所述原邊繞組的第一部分繞組和第二部分繞組的匝數相等且電感量相同。
4.如權利要求1或3所述的隔離型雙向逆變模塊，其特征在于：所述變壓器的第一副邊繞組和第二副邊繞組相互獨立，所述變壓器的第一副邊繞組、第二副邊繞組的匝數相等且電感量相同。
5.如權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張修德，何振強，魯曉雙，湯前進，朱金，吳鎮宇，
申請(專利權)人：武漢華中數控股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。