CN106849177A - 一种升降压并网逆变器 - Google Patents

一种升降压并网逆变器 Download PDF

Info

Publication number
CN106849177A
CN106849177A CN201710239255.7A CN201710239255A CN106849177A CN 106849177 A CN106849177 A CN 106849177A CN 201710239255 A CN201710239255 A CN 201710239255A CN 106849177 A CN106849177 A CN 106849177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switching tube
diode
switch pipe
buck
filter inductance
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.)
Granted
Application number
CN201710239255.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106849177B (zh
Inventor
姚志垒
徐静
符昌慧
廖启蒙
陈冲
彭思敏
胡国文
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.)
Dongtai Jingao Solar Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Yangcheng Institute of Technology
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 Yangcheng Institute of Technology filed Critical Yangcheng Institute of Technology
Priority to CN201710239255.7A priority Critical patent/CN106849177B/zh
Publication of CN106849177A publication Critical patent/CN106849177A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106849177B publication Critical patent/CN106849177B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H02J3/44Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with means for ensuring correct phase sequence
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公布了一种升降压并网逆变器,属逆变器。本发明的升降压并网逆变器包括输入电源、第一滤波电感、第二滤波电感、第一开关管、第二开关管、第五开关管、第六开关管、第一开关单元、第二开关单元、滤波电路和电网。本发明没有传统桥式逆变器桥臂的功率管直通问题,大大提高了系统的可靠性;各开关管不需要设死区时间,提高了电网电流的波形质量;可实现单级升降压变换,不需要传统降压型并网逆变器的两级变换;只需要2个二极管;导通支路串联的管子少,开关和导通损耗低,效率高。

Description

一种升降压并网逆变器
技术领域
本发明涉及一种逆变器,尤其是一种升降压并网逆变器。
背景技术
随着环境污染的日益加剧和化石能源的不断紧缺,燃料电池、风能和太阳能等可再生能源由于具有清洁安全、无污染、可再生等优点而越来越受到人们的关注。但太阳能电池和燃料电池等的输出为直流电,而电网电压为交流电,因此,并网逆变器成为分布式发电系统和微电网的重要组成部分。又由于太阳能电池和燃料电池等的输出电压范围宽,有时低于电网电压,有时高于电网电压,因此,采用传统的单级降压型逆变器无法实现,通常需要再加一个前级DC-DC变换器,从而提高了系统的复杂性,降低了可靠性,增加了系统的成本。
公开文献(CN 102005962 B)公开的升降压并网逆变器及其控制方法,实现了单级升降压变换的功能,具有高的可靠性;公开文献(CN 103219912 B)公开的一种适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法,在公开文献(CN 102005962 B)主电路拓扑的基础上,提出了一种新的控制方法,可工作在升降压和降压两种模式。但上述公开文献存在如下问题:需要4个二极管,成本较高;开关损耗和导通损耗高,效率低,不利于推广应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中并网逆变器的缺点,提出一种功率器件少和效率高的升降压并网逆变器。
本发明的升降压并网逆变器,包括输入电源Uin、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第五开关管S5、第六开关管S6、第一开关单元1、第二开关单元2、滤波电路3和电网ug,其中第一开关单元1包括第三开关管S3和第一二极管D1,第二开关单元2包括第四开关管S4和第二二极管D2,滤波电路3包括滤波电感Lg、阻尼电阻Rd和滤波电容Cf。具体拓扑结构为:输入电源Uin的正极连接第一开关管S1的一端和第二开关管S2的一端,输入电源Uin的负极分别连接第一滤波电感L1的一端、第二滤波电感L2的一端、第三开关管S3的一端和第四开关管S4的一端,第一开关管S1的另一端连接第五开关管S5的一端和第一滤波电感L1的另一端,第五开关管S5的另一端分别连接第一二极管D1的阴极、滤波电感Lg的一端和阻尼电阻Rd的一端,第一二极管D1的阳极连接第三开关管S3的另一端,阻尼电阻Rd的另一端连接滤波电容Cf的一端,滤波电感Lg的另一端连接电网ug的正极,电网ug的负极分别连接滤波电容Cf的另一端、第六开关管S6的一端和第二二极管D2的阴极,第二二极管D2的阳极连接第四开关管S4的另一端,第六开关管S6的另一端分别连接第二开关管S3的另一端和第二滤波电感L2的另一端。
第一开关管S1和第五开关管S5驱动信号共地,第二开关管S2和第六开关管S6驱动信号共地。
第一~第六开关管为IGBT或MOSFET。第一二极管和第二二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管。
输入电源Uin为蓄电池、燃料电池或光伏电池等新型储能电源中的一种。
本发明的升降压并网逆变器的控制方法:当电网ug小于等于零时,第二开关管S2、第三开关管S3和第六开关管S6常断,第四开关管S4和第五开关管S5同时开通关断,第一开关管S1和第四开关管S4互补开关,通过调节第一开关管S1的占空比来调节电网电流ig的大小,保证电网电流ig与电网ug同频同相;当电网ug大于零时,第一开关管S1、第四开关管S4和第五开关管S5常断,第三开关管S3和第六开关管S6同时开通关断,第二开关管S2和第三开关管S3互补开关,通过调节第二开关管S2的占空比来调节电网电流ig的大小,保证电网电流ig与电网ug同频同相。
本发明的升降压并网逆变器没有传统桥式逆变器桥臂的功率管直通问题,大大提高了系统的可靠性;各开关管不需要设死区时间,提高了电网电流的波形质量;可实现单级升降压变换,不需要传统降压型并网逆变器的两级变换;只需要2个二极管;导通支路串联的管子少,开关和导通损耗低,效率高。
附图说明
图1:本发明的升降压并网逆变器的拓扑结构图。
图中的主要符号名称:Uin——电源电压,S1~S6——开关管,D1和D2——二极管,L1,L2——滤波电感,Lg——网侧滤波电感,Cf——滤波电容,Rd——阻尼电阻,ug——电网电压,ig——电网电流,iL1,iL2——电感L1和L2的电流。
具体实施方式
由图1可知,本申请的升降压并网逆变器,包括输入电源Uin、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第五开关管S5、第六开关管S6、第一开关单元1、第二开关单元2、滤波电路3和电网ug,其中第一开关单元1包括第三开关管S3和第一二极管D1,第二开关单元2包括第四开关管S4和第二二极管D2,滤波电路3包括滤波电感Lg、阻尼电阻Rd和滤波电容Cf。具体拓扑结构为:输入电源Uin的正极连接第一开关管S1的一端和第二开关管S2的一端,输入电源Uin的负极分别连接第一滤波电感L1的一端、第二滤波电感L2的一端、第三开关管S3的一端和第四开关管S4的一端,第一开关管S1的另一端连接第五开关管S5的一端和第一滤波电感L1的另一端,第五开关管S5的另一端分别连接第一二极管D1的阴极、滤波电感Lg的一端和阻尼电阻Rd的一端,第一二极管D1的阳极连接第三开关管S3的另一端,阻尼电阻Rd的另一端连接滤波电容Cf的一端,滤波电感Lg的另一端连接电网ug的正极,电网ug的负极分别连接滤波电容Cf的另一端、第六开关管S6的一端和第二二极管D2的阴极,第二二极管D2的阳极连接第四开关管S4的另一端,第六开关管S6的另一端分别连接第二开关管S3的另一端和第二滤波电感L2的另一端。
第一开关管S1和第五开关管S5驱动信号共地,第二开关管S2和第六开关管S6驱动信号共地。
第一~第六开关管为IGBT或MOSFET。第一二极管和第二二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管。
输入电源Uin为蓄电池、燃料电池或光伏电池等新型储能电源中的一种。
本申请的升降压并网逆变器的控制方法:当电网ug小于等于零时,第二开关管S2、第三开关管S3和第六开关管S6常断,第四开关管S4和第五开关管S5同时开通关断,第一开关管S1和第四开关管S4互补开关,通过调节第一开关管S1的占空比来调节电网电流ig的大小,保证电网电流ig与电网ug同频同相;当电网ug大于零时,第一开关管S1、第四开关管S4和第五开关管S5常断,第三开关管S3和第六开关管S6同时开通关断,第二开关管S2和第三开关管S3互补开关,通过调节第二开关管S2的占空比来调节电网电流ig的大小,保证电网电流ig与电网ug同频同相。
电网电流ig可采用正弦脉冲宽度调制或者滞环电流控制。
在分析之前,作如下假设:①所有开关管和二极管均为理想器件,不考虑开关时间,导通压降;②所有电感、电容均为理想元件。
电网电压ug小于等于零时,存在2种工作模态,具体如下:
1)开关模态1
第一开关管S1开通,其他开关管都关断,第二开关管S2承受的电压为Uin,第三开关管S3、第四开关管S4和第五开关管S5承受的电压为0,第六开关管S6承受的电压为Uin-ug,第一二极管D1承受的电压为Uin,第二二极管D2承受的电压为Uin-ug,第一滤波电感电流iL1负向增加。
2)开关模态2
第四开关管S4和第五开关管S5开通,其他开关管都关断,第一开关管S1承受的电压为Uin-ug,第二开关管S2承受的电压为Uin,第三开关管S3承受的电压为-ug,第六开关管S6承受的电压为0,第一二极管D1导通,第一滤波电感电流iL1负向减小。
电网电压ug大于零时,存在2种工作模态,具体如下:
1)开关模态1
第二开关管S2开通,其他开关管都关断,第一开关管S1承受的电压为Uin,第三开关管S3、第四开关管S4和第六开关管S6承受的电压为0,第五开关管S5承受的电压为Uin+ug,第二二极管D2承受的电压为Uin,第一二极管D1承受的电压为Uin+ug,第二滤波电感电流iL2上升。
2)开关模态2
第三开关管S3和第六开关管S6开通,其他开关管都关断,第二开关管S2承受的电压为Uin+ug,第一开关管S1承受的电压为Uin,第四开关管S4承受的电压为ug,第五开关管S5承受的电压为0,第二二极管D2导通,第二滤波电感电流iL2下降。

Claims (5)

1.一种升降压并网逆变器,其特征在于包括输入电源Uin、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第五开关管S5、第六开关管S6、第一开关单元1、第二开关单元2、滤波电路3和电网ug,其中第一开关单元1包括第三开关管S3和第一二极管D1,第二开关单元2包括第四开关管S4和第二二极管D2,滤波电路3包括滤波电感Lg、阻尼电阻Rd和滤波电容Cf。具体拓扑结构为:输入电源Uin的正极连接第一开关管S1的一端和第二开关管S2的一端,输入电源Uin的负极分别连接第一滤波电感L1的一端、第二滤波电感L2的一端、第三开关管S3的一端和第四开关管S4的一端,第一开关管S1的另一端连接第五开关管S5的一端和第一滤波电感L1的另一端,第五开关管S5的另一端分别连接第一二极管D1的阴极、滤波电感Lg的一端和阻尼电阻Rd的一端,第一二极管D1的阳极连接第三开关管S3的另一端,阻尼电阻Rd的另一端连接滤波电容Cf的一端,滤波电感Lg的另一端连接电网ug的正极,电网ug的负极分别连接滤波电容Cf的另一端、第六开关管S6的一端和第二二极管D2的阴极,第二二极管D2的阳极连接第四开关管S4的另一端,第六开关管S6的另一端分别连接第二开关管S3的另一端和第二滤波电感L2的另一端。
2.根据权利要求1所述的升降压并网逆变器,所述第一开关管S1和第五开关管S5驱动信号共地,第二开关管S2和第六开关管S6驱动信号共地。
3.根据权利要求1所述的升降压并网逆变器,所述第一~第六开关管为IGBT或MOSFET。
4.根据权利要求1所述的升降压并网逆变器,所述第一二极管和第二二极管为碳化硅二极管或快恢复二极管。
5.根据权利要求1所述的升降压并网逆变器,所述输入电源Uin为蓄电池、燃料电池或光伏电池等新型储能电源中的一种。
CN201710239255.7A 2017-04-13 2017-04-13 一种升降压并网逆变器 Active CN106849177B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710239255.7A CN106849177B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种升降压并网逆变器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710239255.7A CN106849177B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种升降压并网逆变器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106849177A true CN106849177A (zh) 2017-06-13
CN106849177B CN106849177B (zh) 2019-04-30

Family

ID=59147759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710239255.7A Active CN106849177B (zh) 2017-04-13 2017-04-13 一种升降压并网逆变器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106849177B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111510008A (zh) * 2020-05-20 2020-08-07 上海海事大学 一种光伏逆变器及其控制方法
US11757376B2 (en) 2018-12-03 2023-09-12 Yildiz Teknik Universitesi Dead-time control method for power electronics converters and a circuit for the application of this method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106487267A (zh) * 2016-12-26 2017-03-08 三峡大学 一种单相并网逆变器拓扑结构及其控制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106487267A (zh) * 2016-12-26 2017-03-08 三峡大学 一种单相并网逆变器拓扑结构及其控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11757376B2 (en) 2018-12-03 2023-09-12 Yildiz Teknik Universitesi Dead-time control method for power electronics converters and a circuit for the application of this method
CN111510008A (zh) * 2020-05-20 2020-08-07 上海海事大学 一种光伏逆变器及其控制方法
CN111510008B (zh) * 2020-05-20 2021-06-25 上海海事大学 一种光伏逆变器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106849177B (zh) 2019-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102005962B (zh) 升降压并网逆变器及其控制方法
CN101958660B (zh) 双Sepic升降压输出并联组合型逆变器
CN105281361B (zh) 一种五电平双降压式并网逆变器
CN105186912B (zh) 一种两级式非隔离全桥并网逆变器
CN103219912B (zh) 适合宽输入电压升降压并网逆变器的控制方法
CN103312136A (zh) 一种工频纹波电流的抑制方法及其装置
CN109088542A (zh) 一种组合式双向直流变换电路
CN104767379A (zh) 降压型直流转换器
CN106712523A (zh) 一种升压三电平全桥变换器及其控制方法
CN105262361A (zh) 一种两级式非隔离光伏并网逆变器及其控制方法
CN106787900B (zh) 升压并网逆变器及其控制方法
CN101388609B (zh) 低压宽输入推挽正激三电平直流变换器及其控制方法
CN205377786U (zh) 一种双降压式光伏发电系统
CN204928737U (zh) 一种基于双Buck逆变器的光伏发电装置
CN104270085A (zh) 一种太阳能光伏发电系统中的dc/dc变换电路
CN109873559A (zh) 模块化双buck-boost升降压输出反并联组合型逆变器
CN106849177B (zh) 一种升降压并网逆变器
CN106849731A (zh) 一种升降压并网逆变器的控制方法
CN204947919U (zh) 一种新型并联谐振零电压光伏发电装置
CN204948016U (zh) 一种采用零电压开关辅助谐振的光伏发电装置
CN104242645A (zh) 一种降压电路的控制方法及装置
CN106787728A (zh) 一种开关电容型准开关升压dc‑dc变换器
CN106803684B (zh) 宽输入并网逆变器的控制方法
CN102158084B (zh) 一种高效率同步整流降压型开关变换器
CN204928612U (zh) 一种带有辅助谐振电路的光伏发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200813

Address after: Room 809, Kechuang building, Dongtai hi tech Industrial Development Zone, Yancheng City, Jiangsu Province 224200

Patentee after: Dongtai Dongke Intellectual Property Service Co.,Ltd.

Address before: 224051 Yancheng City hope road, Jiangsu, No. 1

Patentee before: YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210429

Address after: 48 No. 224200 Yancheng City Dongtai city of Jiangsu Province East New District East Avenue

Patentee after: Dongtai Chengdong science and Technology Pioneer Park Management Co.,Ltd.

Address before: Room 809, Kechuang building, Dongtai hi tech Industrial Development Zone, Yancheng City, Jiangsu Province 224200

Patentee before: Dongtai Dongke Intellectual Property Service Co.,Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170613

Assignee: Dongtai tepusong Machinery Equipment Co.,Ltd.

Assignor: Dongtai Chengdong science and Technology Pioneer Park Management Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980043158

Denomination of invention: A voltage up and down grid connected inverter

Granted publication date: 20190430

License type: Common License

Record date: 20231012

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231107

Address after: No. 8 Zaofeng North Road, Dongtai High tech Zone, Yancheng City, Jiangsu Province, 224200

Patentee after: Dongtai Jingao Solar Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 224200 No. 48 Dongjin Avenue, Chengdong New District, Dongtai City, Yancheng City, Jiangsu Province

Patentee before: Dongtai Chengdong science and Technology Pioneer Park Management Co.,Ltd.