CN105356784B - 一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器，包括第一逆变电路、第二逆变电路、滤波电容、控制电路、检测电路。第一逆变电路包括第一等效直流电源、第一功率开关、第一电感、第二功率开关、第三功率开关、第一二极管，第二逆变电路包括第二等效直流电源、第二电感、第四功率开关、第五功率开关、第六功率开关、第二二极管。并且，第一电感与第二电感互相耦合，并且第一电感的第一端与第二电感的第一端为同名端。根据本发明，在没有增加额外的功率器件以及无源器件的前提下，保障了原电路在第一等效直流电源与第二等效直流电源输入功率不平衡时的正常运行，既显著降低了系统成本，又提高了可再生能源的利用率。

Description

一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器
技术领域
本发明涉及一种并网逆变器，尤其涉及一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器。
背景技术
以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。
并网逆变器主要用于将能源设备产生的直流电转变成电网所需的交流电。按照能源设备的不同，并网逆变器一般可分为光伏发电并网逆变器、风力发电并网逆变器、动力设备发电并网逆变器等等。
在现有技术中存在各种类型的并网逆变器。比如，按照直流侧电源性质的不同，可分为电压源型并网逆变器和电流源型并网逆变器；按照隔离方式的不同，可分为隔离型并网逆变器和非隔离型并网逆变器。比如，并网逆变器又可分为单级并网逆变器、两级并网逆变器、多级并网逆变器。
现有技术中，单级并网逆变器包括单级单一变压并网逆变器、单级可升降压并网逆变器。图1示出了一种单级电压源型并网逆变器的电路拓扑，其可实现降压逆变，即输出的交流电压的峰值小于输入的直流电压值。图2示出了一种单级电流源型并网逆变器的电路拓扑，其可实现升压逆变，即输出的交流电压的峰值大于输入的直流电压值。在实际应用中，将可再生能源作为等效直流电源进行并网发电过程中，其输入的直流电压可能在一个较大范围内变动。比如，在不同温度情况下，同一光伏电池组产生的直流电压可能在C V-700V范围内变动。因此，传统的单级单一变压并网逆变器的应用受到了很大限制。
单级可升降压并网逆变器包括两种典型电路拓扑，Z源并网逆变器(Z-source并网逆变器)和自然软开关并网逆变器。图3示出了Z源并网逆变器的电路拓扑，其能通过一级电路实现升压或降压逆变，减少了功率器件的数量。图4示出了自然软开关并网逆变器的电路拓扑。当图4中的功率开关S5闭合时，其等效于一个直流输入侧为LC滤波电路、交流输出侧为LCL滤波电路的电压源型并网逆变器。当图4中的功率开关S5断开时，其等效于一个交流输出侧为LCL滤波电路的电流源型并网逆变器。Z-source逆变器改变了等效直流输入电源的性质，使其既具备电压源又具备电流源特性。自然软开关逆变器在不同工作需求阶段，其直流输入电源呈现电压源或电流源特性。目前，其他单级可升降压并网逆变器的原理与这两类并网逆变器类似。但是，与传统电压源型并网逆变器相比，这两类并网逆变器都有一个缺点，即由于其功率回路中额外串接了一个、两个甚至多个平波电感，增加了额外的功率损失。
在现有技术中，传统的两级并网逆变器由Boost(升压)DC-DC(直流-直流)电路和逆变电路构成，并且在其两级电路中的功率开关均以高频工作，开关损耗很大。在现有技术中，还包括一种两级时分式复合并网逆变器，如图5所示。在两级时分式复合并网逆变器中，当直流输入电压低于电网电压时，此时并网逆变器可等效为工作在Boost(升压)模式下的电流源逆变器；当直流输入电压高于电网电压时，此时并网逆变器可等效为工作在Buck(降压)模式下的电压源逆变器。其中，图6和图7分别给出了两级时分式复合并网逆变器工作在Boost模式和Buck模式下的状态示意图。两级时分式复合并网逆变器降低了开关损耗，但是在以Boost模式高频工作期间，输出滤波器等效为CL-CL滤波器，虽然滤波效果得到加强，但同时也带来了功率损耗加大与控制难度加大的问题。
为了进一步减小导通损耗、开关损耗，提高逆变器的效率，现有技术中给出了一种电压电流混源型并网逆变器，如图8所示。该并网逆变器具有电感压降小、导通损耗小、开关损耗小、高频下高效率的优点。但是，该并网逆变器也存在缺陷。比如，由于在工频正半周或工频负半周仅有第一逆变电路或第二逆变电路工作，因此需要在输入等效直流电源侧并联一个容量较大的平波电容，以使输入直流电压保持基本稳定。同时，由于外在条件不同，在对可再生能源，如太阳能电池板，进行最大功率跟踪时，第一等效直流电源E1和第二等效直流电源E2的输出功率很难保持平衡，进而不能满足全功率并网要求。在不损失可再生能源的最大功率的前提下，如果想要解决上述问题，就必须在图8所示的电路中增加一个直流母线电压平衡调整电路，从而增加了成本。
针对现有技术中图8所示的并网逆变器的缺点，有必要提出一种能够实现直流母线电压平衡的并网逆变器。
发明内容
本发明的目的在于提出一种具有直流母线电压平衡的并网逆变器。本发明的并网逆变器在没有增加额外的功率器件以及无源器件的前提下，保障了并网逆变器在第一等效直流电源和第二等效直流电源的输入功率不平衡工况下的正常运行，既降低了成本，又提高了可再生能源的利用率。
本发明提供了一种具有直流母线电压平衡的并网逆变器，包括：第一逆变电路、第二逆变电路、滤波电容、控制电路、检测电路；
第一逆变电路包括第一等效直流电源、第一功率开关、第一电感、第二功率开关、第三功率开关、第一二极管、第三二极管；第一等效直流电源的正极与第一功率开关的第一端相连，第一功率开关的第二端分别与第一电感的第一端、第一二极管的阴极相连，第一电感的第二端分别与第三二极管的阳极、第二功率开关的第一端相连，第三二极管的阴极与第三功率开关的第一端相连，第三功率开关的第二端分别与第六功率开关的第一端、滤波电容的一端相连，并且，第一等效直流电源的负极、第一二极管的阳极、第二功率开关的第二端分别与滤波电容的另一端相连；
第二逆变电路包括第二等效直流电源、第二电感、第四功率开关、第五功率开关、第六功率开关、第二二极管、第六二极管；第二等效直流电源的负极与第四功率开关的第二端相连，第四功率开关的第一端分别与第二电感的第二端、第二二极管的阳极相连，第二电感的第一端分别与第六二极管的阴极、第五功率开关的第二端相连，第六二极管的阳极与第六功率开关的第二端相连，并且，第二等效直流电源的正极、第二二极管的阴极、第五功率开关的第一端分别与滤波电容的另一端相连；
第一电感与第二电感互相耦合，并且第一电感的第一端与第二电感的第一端为同名端；
所述滤波电容用于对第一逆变电路和第二逆变电路输出的交流电进行滤波；
所述检测电路用于检测第一等效直流电源与第二等效直流电源产生的直流电压，并将检测的第一直流电压和第二直流电压发送至控制电路；
所述控制电路当确定第一直流电压小于第二直流电压，并且均大于电网电压的幅值时：
在工频正半周内，使第一功率开关高频工作，第三功率开关闭合，第二功率开关、第六功率开关断开，并在工频正半周所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关、第五功率开关闭合，在工频正半周所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关、第五功率开关断开；在工频负半周内，使第四功率开关高频工作，第六功率开关闭合，第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第五功率开关断开，
所述控制电路当确定第一直流电压大于第二直流电压，并且均大于电网电压的幅值时：
在工频正半周内使第一功率开关高频工作，第三功率开关闭合，第二功率开关、第四功率开关、第五功率开关、第六功率开关断开；在工频负半周内，使第四功率开关高频工作，第六功率开关闭合，第三功率开关、第五功率开关断开，并在工频负半周所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关、第二功率开关闭合，在工频负半周所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关、第二功率开关断开。
优选的，在工频正半周内使第一逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段具体为：当第一直流电源的直流输入电压高于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第一逆变电路工作于降压模式；当第一直流电源的直流输入电压低于电网电压的瞬时值的绝对值时，使得第一逆变电路工作于升压模式。在工频负半周内使第二逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段具体为:当第二直流电源的直流输入电压高于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第二逆变电路工作于降压模式；当第二直流电源的直流输入电压低于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第二逆变电路工作于升压模式。
优选的，所述控制电路当确定第一直流电压大于电网电压的幅值，并且第二直流电压小于电网电压的幅值时：
在工频正半周使第一逆变电路工作于降压模式，在工频负半周使第二逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段；并且在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关、第二功率开关闭合，在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关、第二功率开关断开。
优选的，所述控制电路当确定第二直流电压大于电网电压的幅值，并且第一直流电压小于电网电压的幅值时：
在工频正半周使第一逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周使第二逆变电路工作于降压模式；并且在工频正半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关、第五功率开关闭合，在工频正半周内升压模式和降压模式阶段所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关、第五功率开关断开。
优选的，所述并网逆变器包括第三电感；第三电感的一端与滤波电容的一端相连，第三电感的另一端与电网的一端相连，并且电网的另一端与滤波电容的另一端相连。
优选的，第一功率开关至第六功率开关为N沟道场效应管。
优选的，第三二极管与第三功率开关的整体，和/或，第六二极管和第六功率开关的整体，也可由逆阻型绝缘栅双极型晶体管替换。
本发明的具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器，将第一电感与第二电感进行耦合，并由控制电路根据第一直流电压、第二直流电压、电网电压，对第一至第六功率开关的状态进行控制，从而在第一直流电压与第二直流电压不相等时，使正负母线电压保持平衡。本发明的并网逆变器在没有增加额外的功率器件以及无源器件的前提下，保障了并网逆变器在第一等效直流电源和第二等效直流电源的输入功率不平衡工况下的正常运行，既降低了成本，又提高了可再生能源的利用率。另外，在第一直流电压与第二直流电压不平衡时，本发明的并网逆变器由于第一等效直流电源和第二等效直流电源同时向电网输出功率，可以显著降低等效直流电源侧的平波电容的容量，降低了系统成本。
附图说明
通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
图1为现有技术电压源并网逆变器拓扑的电路图；
图2为现有技术电流源并网逆变器拓扑的电路图；
图3为现有技术Z源并网逆变器拓扑的电路图；
图4为现有技术自然软开关并网逆变器拓扑的电路图；
图5为现有技术两级时分式复合并网逆变器的电路图；
图6为现有技术中两级时分式复合并网逆变器的Boost(升压)工作状态图；
图7为现有技术中两级时分式复合并网逆变器的Buck(降压)工作状态图；
图8为现有技术中电压电流混源型并网逆变器；
图9为本发明实施例的具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器的部分电路示意图；
图10为本发明实施例的具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器的控制电路和检测电路的示意图；
100、第一逆变电路；200、第二逆变电路；300、检测电路；400、控制电路；E1、第一等效直流电源；S1、第一功率开关；D1、第一二极管；LP、第一电感；S2、第二功率开关；D3、第三二极管；S3、第三功率开关；E2、第二等效直流电源；S4、第四功率开关；D2、第二二极管；LN、第二电感；S5、第五功率开关；D4、第四二极管；D6、第六二极管；S6、第六功率开关；L、第三电感；C、滤波电容；Vg、电网。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。
针对现有技术中各种传统并网逆变器的缺陷，尤其是针对图8所示的电压电流混源型并网逆变器存在的缺陷，本发明提供了一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器。本发明的主要思路是，将第一逆变电路中的第一电感和第二逆变电路中的第二电感进行耦合，并且第一电感的第一端与第二电感的第一端为同名端；然后控制电路根据检测电路检测获得的第一直流电压和第二直流电压以及电网电压，对第一至第六功率开关的状态进行控制，从而可以保障并网逆变器在第一等效直流电源和第二等效直流电源的输入功率不平衡工况下的正常运行，既降低了成本，又提高了可再生能源的利用率。
下面结合附图9-10对本发明的实施例进行详细说明。图9和图10分别示出了本发明实施例的具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器的部分结构示意图。本发明实施例的并网逆变器包括：第一逆变电路100、第二逆变电路200、滤波电容C、控制电路400、检测电路300；
第一逆变电路100包括第一等效直流电源E1、第一功率开关S1、第一电感LP、第二功率开关S2、第三功率开关S3、第一二极管D1、第三二极管D3；第一等效直流电源E1的正极与第一功率开关S1的第一端相连，第一功率开关S1的第二端分别与第一电感LP的第一端、第一二极管D1的阴极相连，第一电感LP的第二端分别与第三二极管D3的阳极、第二功率开关S2的第一端相连，第三二极管D3的阴极与第三功率开关S3的第一端相连，第三功率开关S3的第二端分别与第六功率开关S6的第一端、滤波电容C的一端相连，并且，第一等效直流电源E1的负极、第一二极管D1的阳极、第二功率开关S2的第二端分别与滤波电容C的另一端相连。
第二逆变电路200包括第二等效直流电源E2、第二电感LN、第四功率开关S4、第五功率开关S5、第六功率开关S6、第二二极管D2、第六二极管D6；第二等效直流电源E2的负极与第四功率开关S4的第二端相连，第四功率开关S4的第一端分别与第二电感LN的第二端、第二二极管D2的阳极相连，第二电感LN的第一端分别与第六二极管D6的阴极、第五功率开关S5的第二端相连，第六二极管D6的阳极与第六功率开关S6的第二端相连，并且，第二等效直流电源E2的正极、第二二极管D2的阴极、第五功率开关S5的第一端分别与滤波电容C的另一端相连。并且，第一电感LP与第二电感LN互相耦合，并且第一电感LP的第一端与第二电感LN的第一端为同名端。
本发明实施例中，第一至第六功率开关可以为绝缘栅双极晶体管(IGBT)，集成门集换流晶闸管(IGCT)等等。优选的，第一功率开关至第六功率开关为N沟道MOS型场效应管(MOSFET)。通过采用MOS型场效应管作为功率开关器件，可以进一步降低导通损耗。优选的，第三二极管D3与第三功率开关S3的整体，以及第六二极管D6和第六功率开关S6的整体也可由逆阻型绝缘栅双极型晶体管替换，可以进一步减少器件的个数。
滤波电容C，用于对第一逆变电路和第二逆变电路输出的交流电进行滤波。优选的，滤波电容本发明实施例中的并网逆变器还包括第三电感L、第一电容C。第三电感L的一端与滤波电容C的一端相连，第三电感L的另一端与电网Vg的一端相连，并且电网Vg的另一端与滤波电容C的另一端相连。
检测电路300用于检测第一等效直流电源E1、第二等效直流电源E2产生的直流电压与电网电压信号，并将检测的第一直流电压、第二直流电压和电网电压发送至控制电路400。
控制电路400当确定第一直流电压小于第二直流电压，并且均大于电网电压最大幅值时进行以下操作：
在工频正半周内，使第一逆变电路工作于降压模式，具体包括：第一功率开关S1高频工作，第三功率开关S3闭合，第二功率开关S2、第六功率开关S6断开。并且，在工频正半周所包含的第一电感LP的储能时间t1内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5闭合，在工频正半周所包含的第一电感LP的释能时间t2内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5断开；在工频负半周内，使第二逆变电路工作于降压模式，具体包括：第四功率开关S4高频工作，第六功率开关S6闭合，第一至第三功率开关S1-S3以及第五功率开关S5断开。
控制电路400当确定第一直流电压大于第二直流电压，并且均大于电网电压最大幅值时进行以下操作：
在工频正半周内使第一逆变电路工作于降压模式，具体包括：使第一功率开关S1高频工作，第三功率开关S3闭合，第二功率开关S2以及第四至第六功率开关S4-S6断开。在工频负半周内，使第二逆变电路工作于降压模式，具体包括：使第四功率开关S4高频工作，第六功率开关S6闭合，第三功率开关S3、第五功率开关S5断开。并且，在工频负半周所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2闭合，在工频负半周所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2断开。
本发明实施例中，当第一直流电压小于第二直流电压时，在第一电感LP的储能阶段，通过打开第四功率开关S4和第五功率开关S5，使第二等效直流电源E2、第二电感LN构成闭合回路，进而加强了耦合电感中的储能。并且，通过在第一电感LP的释能阶段，断开第四功率开关S4和第五功率开关S5，从而使存储在耦合电感中的能量以反激的方式注入电网。类似的，当第一直流电压大于第二直流电压时，通过在第二电感LN的储能阶段闭合第一功率开关S1和第二功率开关S2，使得第一等效直流电源E1与第一电感LP构成闭合回路，进而加强了耦合电感中的储能。并且在第二电感LN的释能阶段，断开第一功率开关S1和第二功率开关S2，从而使存储在耦合电感中的能量以反激的方式注入电网。通过以上控制，保障了并网逆变器在第一直流电压与第二直流电压不平衡下的正常运行。
优选的，控制电路400当确定第一直流电压小于第二直流电压，并且均小于电网电压的幅值时进行以下操作：
在工频正半周内第一逆变电路100工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周内第二逆变电路200工作于升压模式阶段和降压模式阶段。具体的，在工频正半周内，当第一直流电源的直流输入电压高于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第一逆变电路100工作于降压模式；当第一直流电源的直流输入电压低于电网电压的瞬时值的绝对值时，使得第一逆变电路100工作于升压模式。具体的，在工频负半周内，当第二直流电源的直流输入电压高于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第二逆变电路200工作于降压模式；当第二直流电源的直流输入电压低于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第二逆变电路200工作于升压模式。并且，在工频正半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5闭合，在工频正半周内升压模式和降压模式阶段所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5断开。
优选的，控制电路400当确定第一直流电压大于电网电压的幅值，并且第二直流电压小于电网电压的幅值时：
在工频正半周使第一逆变电路100工作于降压模式，在工频负半周使第二逆变电路200工作于升压模式阶段和降压模式阶段；并且在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感LN的储能时间t3内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2闭合，在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感LN的释能时间t4内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2断开。
优选的，控制电路400当确定第二直流电压大于电网电压的幅值，并且第一直流电压小于电网电压的幅值时：
在工频正半周使第一逆变电路100工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周使第二逆变电路200工作于降压模式；并且在工频正半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第一电感LP的储能时间t1内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5闭合，在工频正半周内升压模式和降压模式阶段所包含的第一电感LP的释能时间t2内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5断开。
下面以升压模式阶段为例，对控制电路400在确定第一直流电压小于第二直流电压，并且均小于电网电压时的操作进行详细说明。
在工频正半周内的升压模式阶段，使第一功率开关S1、第三功率开关S3闭合，使第二功率开关S2高频工作，第六功率开关S6断开，并在工频正半周升压模式阶段所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5闭合，在工频正半周内的升压模式阶段所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关S4、第五功率开关S5断开。在工频负半周内的升压模式阶段，使第四功率开关S4、第六功率开关S6闭合，使第五功率开关S5高频工作，使第一至第三功率开关S1-S3断开。
控制电路400当确定第一直流电压大于第二直流电压，并且均小于电网电压的幅值时进行以下操作：
在工频正半周内使第一逆变电路100工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周内使第二逆变电路200工作于升压模式阶段和降压模式阶段。并且在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2闭合，在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2断开。
下面以升压模式阶段为例，对控制电路400在确定第一直流电压大于第二直流电压，并且均小于电网电压的幅值时的操作进行详细说明。
在工频正半周内的升压模式阶段，使第一功率开关S1、第三功率开关S3闭合，使第二功率开关S2高频工作，第四至第六功率开关S4-S6断开；在工频负半周的升压模式阶段，使第四功率开关S4、第六功率开关S6闭合，使第五功率开关S5高频工作，使第三功率开关S3断开，并在工频负半周的升压模式阶段所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2闭合，在工频负半周的升压模式阶段所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关S1、第二功率开关S2断开。
优选的，控制电路400当确定第一直流电压与第二直流电压相等，并且大于电网电压的幅值时进行以下操作：
在工频正半周内，使第一功率开关S1高频工作，第三功率开关S3闭合，第二功率开关S2、第四至第六功率开关S4-S6断开；在工频负半周内，使第四功率开关S4高频工作，第六功率开关S6闭合，第一至第三功率开关S1-S3、第五功率开关S5断开。
优选的，控制电路400当确定第一直流电压与第二直流电压相等，并且小于电网电压的幅值时进行以下操作：在工频正半周内使第一逆变电路100工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周内使第二逆变电路200工作于升压模式阶段和降压模式阶段。下面以升压模式阶段进行说明：在工频正半周内的升压模式阶段，使第一功率开关S1、第三功率开关S3闭合，使第二功率开关S2高频工作，第四至第六功率开关S4-S6断开；在工频负半周内的升压模式阶段，使第四功率开关S4、第六功率开关S6闭合，使第五功率开关S5高频工作，使第一至第三功率开关S1-S3断开。
本发明实施例中，通过将第一电感与第二电感进行耦合，通过检测电路检测获得第一等效直流电源输出的第一直流电压和第二等效直流电源输出的第二直流电压，然后通过控制电路控制第一至第六功率开关的状态，从而可以在各种工况下保障并网逆变器的正常运行，尤其可以在第一等效直流电源与第二等效直流电源输出功率不相等时使正负母线直流电压保持平衡。本发明的并网逆变器相比现有技术而言，由于无需增加母线电压平衡调整电路，既降低了成本，又提高了可再生能源的利用率。
虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (8)

1.一种具有直流母线电压平衡功能的并网逆变器，其特征在于，所述并网逆变器包括：第一逆变电路、第二逆变电路、滤波电容、控制电路、检测电路；
第一逆变电路包括第一等效直流电源、第一功率开关、第一电感、第二功率开关、第三功率开关、第一二极管、第三二极管；第一等效直流电源的正极与第一功率开关的第一端相连，第一功率开关的第二端分别与第一电感的第一端、第一二极管的阴极相连，第一电感的第二端分别与第三二极管的阳极、第二功率开关的第一端相连，第三二极管的阴极与第三功率开关的第一端相连，第三功率开关的第二端分别与第六功率开关的第一端、滤波电容的一端相连，并且，第一等效直流电源的负极、第一二极管的阳极、第二功率开关的第二端分别与滤波电容的另一端相连；
第二逆变电路包括第二等效直流电源、第二电感、第四功率开关、第五功率开关、第六功率开关、第二二极管、第六二极管；第二等效直流电源的负极与第四功率开关的第二端相连，第四功率开关的第一端分别与第二电感的第二端、第二二极管的阳极相连，第二电感的第一端分别与第六二极管的阴极、第五功率开关的第二端相连，第六二极管的阳极与第六功率开关的第二端相连，并且，第二等效直流电源的正极、第二二极管的阴极、第五功率开关的第一端分别与滤波电容的另一端相连；
第一电感与第二电感互相耦合，并且第一电感的第一端与第二电感的第一端为同名端；
所述滤波电容用于对第一逆变电路和第二逆变电路输出的交流电进行滤波；
所述检测电路用于检测第一等效直流电源与第二等效直流电源产生的直流电压，并将检测的第一直流电压和第二直流电压发送至控制电路；
所述控制电路当确定第一直流电压小于第二直流电压，并且均大于电网电压的幅值时：
在工频正半周内，使第一功率开关高频工作，第三功率开关闭合，第二功率开关、第六功率开关断开，并在工频正半周所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关、第五功率开关闭合，在工频正半周所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关、第五功率开关断开；在工频负半周内，使第四功率开关高频工作，第六功率开关闭合，第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第五功率开关断开，
所述控制电路当确定第一直流电压大于第二直流电压，并且均大于电网电压的幅值时：
在工频正半周内使第一功率开关高频工作，第三功率开关闭合，第二功率开关、第四功率开关、第五功率开关、第六功率开关断开；在工频负半周内，使第四功率开关高频工作，第六功率开关闭合，第三功率开关、第五功率开关断开，并在工频负半周所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关、第二功率开关闭合，在工频负半周所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关、第二功率开关断开。
2.如权利要求1所述的并网逆变器，其中，所述控制电路当确定第一直流电压小于第二直流电压，并且均小于电网电压的幅值时：
在工频正半周内第一逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周内第二逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段；并且在工频正半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关、第五功率开关闭合，在工频正半周内升压模式和降压模式阶段所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关、第五功率开关断开；
所述控制电路当确定第一直流电压大于第二直流电压，并且均小于电网电压的幅值时：
在工频正半周内使第一逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周内使第二逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段；并且在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关、第二功率开关闭合，在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关、第二功率开关断开。
3.如权利要求1所述的并网逆变器，其中，所述控制电路当确定第一直流电压大于电网电压的幅值，并且第二直流电压小于电网电压的幅值时：
在工频正半周使第一逆变电路工作于降压模式，在工频负半周使第二逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段；并且在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的储能时间t3内，使第一功率开关、第二功率开关闭合，在工频负半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第二电感的释能时间t4内，使第一功率开关、第二功率开关断开。
4.如权利要求1所述的并网逆变器，其中，所述控制电路当确定第二直流电压大于电网电压的幅值，并且第一直流电压小于电网电压的幅值时：
在工频正半周使第一逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段，在工频负半周使第二逆变电路工作于降压模式；并且在工频正半周内的升压模式阶段和降压模式阶段所包含的第一电感的储能时间t1内，使第四功率开关、第五功率开关闭合，在工频正半周内升压模式和降压模式阶段所包含的第一电感的释能时间t2内，使第四功率开关、第五功率开关断开。
5.如权利要求2-4任一所述的并网逆变器，其中，在工频正半周内使第一逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段具体为：
当第一直流电源的直流输入电压高于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第一逆变电路工作于降压模式；当第一直流电源的直流输入电压低于电网电压的瞬时值的绝对值时，使得第一逆变电路工作于升压模式；
在工频负半周内使第二逆变电路工作于升压模式阶段和降压模式阶段具体为：
当第二直流电源的直流输入电压高于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第二逆变电路工作于降压模式；当第二直流电源的直流输入电压低于电网电压的瞬时值的绝对值时，使第二逆变电路工作于升压模式。
6.如权利要求1所述的并网逆变器，其中，所述并网逆变器包括第三电感；
第三电感的一端与滤波电容的一端相连，第三电感的另一端与电网的一端相连，并且电网的另一端与滤波电容的另一端相连。
7.如权利要求1的并网逆变器，其中，第一功率开关至第六功率开关为N沟道场效应管。
8.如权利要求1所述的并网逆变器，其中，第三二极管与第三功率开关的整体，和/或，第六二极管和第六功率开关的整体，也可由逆阻型绝缘栅双极型晶体管替换。
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