CN104333246A - Cuk-Sepic单级逆变器 - Google Patents

Cuk-Sepic单级逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN104333246A
CN104333246A CN201410722871.4A CN201410722871A CN104333246A CN 104333246 A CN104333246 A CN 104333246A CN 201410722871 A CN201410722871 A CN 201410722871A CN 104333246 A CN104333246 A CN 104333246A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inductance
electric capacity
circuit
switching tube
cuk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410722871.4A
Other languages
English (en)
Inventor
嵇保健
洪峰
虞超群
黄胜明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN201410722871.4A priority Critical patent/CN104333246A/zh
Publication of CN104333246A publication Critical patent/CN104333246A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/4803—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode with means for reducing DC component from AC output voltage

Abstract

一种Cuk-Sepic单级逆变器包括电路1和电路2。电路1在输出电压的正半周工作；电路2在输出电压的负半周工作；电路1和电路2属于升降压变换器，因此组合逆变器具有内在升压能力。该逆变器为单输入电源，克服传统输出并联组合型单级逆变器需要双输入电源的缺点。此外，逆变器为半周期工作，工作时电流流经器件少，提升了效率。控制方案简单，易于实现。

Description

Cuk-Sepic单级逆变器
一、技术领域
本发明涉及一种单级逆变器，属于电能变换装置中的逆变器。
二、背景技术
随着太阳能等可再生能源发电的发展，具有内在升压能力的单级逆变器得到了广泛的研究和应用，而高可靠性、高功率密度、小体积一直是单级逆变器发展的目标。相对于传统的单级逆变器，Cuk-Sepic单级逆变器可以实现单电源输入，同时输出电流纹波小，具有内在升压能力，满足低输入电压等级场合需求。
三、发明内容
1、发明目的：本发明目的是提供一种可以实现单电源输入、输出电流纹波小、具有内在升压能力的单级逆变器。
2、技术方案：为了解决上述技术问题，本发明的Cuk-Sepic单级逆变器包括电路1和电路2。电路1包括第一电感L1、第一开关管S1、第一电容C1、第一二极管D1、第二电感L2、第二电容C2、第二开关管S2；电路2包括第三电感L3、第三开关管S3、第三电容C3、第四电感L4、第二二极管D2、第四电容C4、第四开关管S4。本发明的Cuk-Sepic单级逆变器特征在于，第一电感L1的一端、第三电感L3的一端与外接电源E的正极连接；第一电感L1的另一端、第一开关管S1的一端与第一电容C1的一端相连；第一二极管D1的阳极、第二电感L2的一端与第一电容C1的另一端连接；第二电感L2的另一端、第二电容C2的一端与第二开关管S2的一端相连；第三电感L3的另一端、第三开关管S3的一端与第三电容C3的一端连接；第二二极管D2的阳极、第四电感L4的一端与第三电容C3的另一端相连；第二二极管D2的阴极、第四电容C4一端与第四开关管S4的一端相连；第二开关管S2的另一端、第四开关管S4的另一端与外接负载的一端连接；外接电源E的负极、第一开关管S1的另一端、第一二极管D1的阴极、第二电容C2的另一端、第三开关管S3的另一端、第四电感L4的另一端以及第四电容C4的另一端与外接负载的另一端相连。
3、有益效果：本发明的Cuk-Sepic单级逆变器，具有如下优点：(1)单输入电源，克服传统输出并联组合型单级逆变器需要双输入电源的缺点；(2)输出电流纹波小；(3)具有内在升压能力；(4)半周期工作，工作时电流流经器件少，提升了效率；(5)控制方案简单，易于实现。
四、附图说明
图1是本发明的Cuk-Sepic单级逆变器的电路结构示意图，标号名称：1.电路1；2.电路2。
图2是本发明的Cuk-Sepic单级逆变器的电路各开关模态示意图。
图中的主要符号名称：S1、S2、S3、S4——第一、第二、第三、第四开关管；C1～C4——第一～第四电容；L1、L2——第一、二电感；E——外接电源；D1～D2——第一～第二二极管；R——外接负载。
五、具体实施方式
如图1所示，本实例是Cuk-Sepic单级逆变器，其特征在于，第一电感L1的一端、第三电感L3的一端与外接电源E的正极连接；第一电感L1的另一端、第一开关管S1的一端与第一电容C1的一端相连；第一二极管D1的阳极、第二电感L2的一端与第一电容C1的另一端连接；第二电感L2的另一端、第二电容C2的一端与第二开关管S2的一端相连；第三电感L3的另一端、第三开关管S3的一端与第三电容C3的一端连接；第二二极管D2的阳极、第四电感L4的一端与第三电容C3的另一端相连；第二二极管D2的阴极、第四电容C4一端与第四开关管S4的一端相连；第二开关管S2的另一端、第四开关管S4的另一端与外接负载的一端连接；外接电源E的负极、第一开关管S1的另一端、第一二极管D1的阴极、第二电容C2的另一端、第三开关管S3的另一端、第四电感L4的另一端以及第四电容C4的另一端与外接负载的另一端相连。
电路1反极性输出，电路2正极性输出，因此，该单级逆变器仅需单输入电源。电路1和电路2属于升降压变换器，因此具有内在升压能力。此外，逆变器为半周期工作，工作时电流流经器件少，提升了效率。
下面以附图1为主电路结构，结合附图2来叙述本发明的Cuk-Sepic单级逆变器的具体工作原理和工作模态。在输出电压的正半周，第二开关管S2一直导通，第一开关管S1高频正弦调制；在输出电压的负半周，第四开关管S4一直导通，第三开关管S3高频正弦调制。在一个开关周期内有四种工作模态，分别为：
工作模态I：如图2(a)所示，在输出电压的正半周，第二开关管S2一直导通。此时，第一开关管S1导通，第一二极管D1截止。第一电感L1的电流在外接电源E的作用下线性上升，第一电感L1处于储能增加阶段。第一电容C1经第一开关管S1、第二电感L2、第二开关管S2向第二电容C2和外接负载R提供能量。
工作模态II：如图2(b)所示，第二开关管S2继续导通。此时，第一开关管S1关断，由于第二电感L2电流不能突变，第二电感L2电压极性反向，将通过第一二极管D1续流，向第二电容C2和外接负载R提供能量。同时，外接电源E通过第一电感L1向第一电容C1充电。
工作模态III：如图2(c)所示，在输出电压的负半周，第四开关管S4一直导通。此时，第一开关管S3导通，第二二极管D2截止。第一电感L3的电流在外接电源E的作用下线性上升，第三电感L3处于储能增加阶段。第三电容C3经第一开关管S1给第四电感L4充电，第四电容C4向外接负载R提供能量。
工作模态IV：如图2(d)所示，第四开关管S4继续导通。此时，第一开关管S3关断，第二二极管D2导通。外接电源E、第三电感L3不仅向外接负载R提供能量，同时给第三电容C3充电。另外，第四电感L4也给负载R提供能量。
由以上描述可知，本发明的Cuk-Sepic单级逆变器，该逆变器具有如下优点：
(1)单输入电源，克服传统组合型单级逆变器需要双输入电源的缺点；
(2)具有内在升压能力；
(3)具有内在升压能力；
(4)半周期工作，工作时电流流经器件少，提升了效率；
(5)控制方案简单，易于实现。

Claims (1)

1.一种Cuk-Sepic单级逆变器，包括电路(1)和电路(2)，电路(1)包括第一电感(L1)、第一开关管(S1)、第一电容(C1)、第一二极管(D1)、第二电感(L2)、第二电容(C2)、第二开关管(S2)；电路(2)包括第三电感(L3)、第三开关管(S3)、第三电容(C3)、第四电感(L4)、第二二极管(D2)、第四电容(C4)、第四开关管(S4)其特征在于，第一电感(L1)的一端、第三电感(L3)的一端与外接电源(E)的正极连接；第一电感(L1)的另一端、第一开关管(S1)的一端与第一电容(C1)的一端相连；第一二极管(D1)的阳极、第二电感(L2)的一端与第一电容(C1)的另一端连接；第二电感(L2)的另一端、第二电容(C2)的一端与第二开关管(S2)的一端相连；第三电感(L3)的另一端、第三开关管(S3)的一端与第三电容(C3)的一端连接；第二二极管(D2)的阳极、第四电感(L4)的一端与第三电容(C3)的另一端相连；第二二极管(D2)的阴极、第四电容(C4)一端与第四开关管(S4)的一端相连；第二开关管(S2)的另一端、第四开关管(S4)的另一端与外接负载的一端连接；外接电源(E)的负极、第一开关管(S1)的另一端、第一二极管(D1)的阴极、第二电容(C2)的另一端、第三开关管(S3)的另一端、第四电感(L4)的另一端以及第四电容(C4)的另一端与外接负载的另一端相连。
CN201410722871.4A 2014-11-28 2014-11-28 Cuk-Sepic单级逆变器 Pending CN104333246A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410722871.4A CN104333246A (zh) 2014-11-28 2014-11-28 Cuk-Sepic单级逆变器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410722871.4A CN104333246A (zh) 2014-11-28 2014-11-28 Cuk-Sepic单级逆变器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104333246A true CN104333246A (zh) 2015-02-04

Family

ID=52407918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410722871.4A Pending CN104333246A (zh) 2014-11-28 2014-11-28 Cuk-Sepic单级逆变器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104333246A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105703654A (zh) * 2016-03-24 2016-06-22 南京工业大学 简单单级升压逆变器
CN106300980A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 上海大学 一种输入并联输出串联的Sepic‑Cuk型组合式直流变换器
CN108770126A (zh) * 2018-06-29 2018-11-06 福州大学 一种双输入升压*uk的LED驱动电路及其工作方法
CN109450252A (zh) * 2018-12-27 2019-03-08 西安奇维科技有限公司 一种三轨电源生成装置
CN109586603A (zh) * 2018-09-03 2019-04-05 中国石油大学(华东) 模块化双sepic升降压输出反并联组合型逆变器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101895223A (zh) * 2010-06-11 2010-11-24 燕山大学 双Cuk升降压输出并联型逆变器
CN101958660A (zh) * 2010-10-04 2011-01-26 燕山大学 双Sepic升降压输出并联组合型逆变器
JP2014121185A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101895223A (zh) * 2010-06-11 2010-11-24 燕山大学 双Cuk升降压输出并联型逆变器
CN101958660A (zh) * 2010-10-04 2011-01-26 燕山大学 双Sepic升降压输出并联组合型逆变器
JP2014121185A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
洪峰: "双降压式半桥逆变器及输出并联型组合变换器研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *
王立乔 等: "一种新型单级非隔离双Cuk逆变器", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105703654A (zh) * 2016-03-24 2016-06-22 南京工业大学 简单单级升压逆变器
CN106300980A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 上海大学 一种输入并联输出串联的Sepic‑Cuk型组合式直流变换器
CN108770126A (zh) * 2018-06-29 2018-11-06 福州大学 一种双输入升压*uk的LED驱动电路及其工作方法
CN109586603A (zh) * 2018-09-03 2019-04-05 中国石油大学(华东) 模块化双sepic升降压输出反并联组合型逆变器
CN109450252A (zh) * 2018-12-27 2019-03-08 西安奇维科技有限公司 一种三轨电源生成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101895223B (zh) 双Cuk升降压输出并联型逆变器
CN101958660B (zh) 双Sepic升降压输出并联组合型逆变器
CN102005962B (zh) 升降压并网逆变器及其控制方法
CN101867297B (zh) 用于分布式光伏发电的单相软开关高增益升压型变换器
CN104333246A (zh) Cuk-Sepic单级逆变器
CN103095134A (zh) 一种有源网络升压变换器
CN105281361B (zh) 一种五电平双降压式并网逆变器
CN103219912B (zh) 适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法
CN103312153B (zh) 一种并联式多输入耦合电感升降压变换器
CN202586748U (zh) 一种交错并联boost变换器
CN101236218B (zh) Ac/dc转换器中功率开关管漏端电压检测电路
CN105720826A (zh) 混合桥式倍压整流输出并联单级逆变器
CN205377786U (zh) 一种双降压式光伏发电系统
CN104270085A (zh) 一种太阳能光伏发电系统中的dc/dc变换电路
CN203326865U (zh) 一种同步整流管驱动装置
CN106602872A (zh) 一种级联电压举升型准z源变换器
CN103427635B (zh) 一种双电平输出功率变换器
CN104124867A (zh) 双向直流变换器拓扑
CN103107698A (zh) 多电平有源网络升压变换器
CN103312154B (zh) 一种串联式多输入耦合电感升降压变换器
CN105703654A (zh) 简单单级升压逆变器
CN204615658U (zh) 全桥推挽可变逆变器
CN103683920A (zh) 开关电感有源网络升压变换器
CN203788144U (zh) 一种多路交错并联移相双向cuk变换器
CN203691247U (zh) 双耦合电感的高效率高增益dc-dc变换器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150204

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication