CN108832832B - 一种交错并联并网逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交错并联并网逆变器。该逆变器中，直流母线的正极与第一开关管、第二开关管和第三开关管的漏极连接。直流母线的负极与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阳极连接。第一开关管、第二开关管、第三开关管的源极分别与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阴极和第一电感、第二电感、第三电感的一端连接。第一电感的另一端与第四开关管、第五开关管的漏极连接，第二电感的另一端与第六开关管的源极和电网的一端连接，第三电感的另一端与第七开关管的源极和电网的另一端连接。本发明电路可用于大功率场合，且并网电流总谐波失真小、无桥臂直通、无开关管体二极管反向恢复问题、可靠性高，可广泛应用于逆变器技术领域。

Description

一种交错并联并网逆变器
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，具体涉及一种交错并联并网逆变器。
背景技术
并网逆变器是实现新能源接入电网的重要接口，能够将能量从直流侧传输到电网。现有的并网逆变器通常采用全桥结构，这种结构拓扑简单，控制方案成熟，但由于开关管存在体二极管的反向恢复问题，通常无法工作在连续模式，因此功率等级较低，并且全桥结构存在直通问题。现常用的LCL 滤波器能够更好地抑制电流高频分量，可实现在电感值较单电感L滤波器小得多的情况下达到相同的滤波效果，但其存在三阶系统，易引起输出振荡的特性，系统稳定性低。因此如何提高逆变器功率等级，降低并网电流THD成为本行业人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种交错并联并网逆变器。
本发明的一种交错并联并网逆变器电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感、第二电感、第三电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管。本发明电路具体的连接方式为：直流母线的正极与第一开关管、第二开关管和第三开关管的漏极连接。直流母线的负极与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阳极连接。第一开关管、第二开关管、第三开关管的源极分别与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阴极和第一电感、第二电感、第三电感的一端连接。第一电感的另一端与第四开关管、第五开关管的漏极连接，第二电感的另一端与第六开关管的源极和电网的一端连接，第三电感的另一端与第七开关管的源极和电网的另一端连接。
与现有技术相比，本发明电路具有的优势为：本发明电路采用了交错并联的方法提高了系统的功率密度，降低了并网电流的总谐波失真。并且无桥臂直通问题，可靠性高，开关管无反向恢复问题，可减小散热器的体积。
附图说明
图1为一种交错并联逆变器。
图2a~2h为电网电压正负半周内电路模态图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方案进行具体说明，但本发明的实施不限于此，需指出的是以下若有未特别详细说明之符号或过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。
本实例的基本拓扑结构如图1所示。一种交错并联并网逆变器，其包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第七开关管S7。直流母线的正极与第一开关管S1、第二开关管S2和第三开关管S3的漏极连接。直流母线的负极与第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3的阳极连接；第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3的源极分别与第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3的阴极和第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3的一端连接；第一电感L1的另一端与第四开关管S4、第五开关管S5的漏极连接，第二电感L2的另一端与第六开关管S6的源极和电网的一端连接，第三电感L3的另一端与第七开关管S7的源极和电网的另一端连接。
为了分析方便，电路结构中的器件均视为理想器件，以并网电流与电网电压同相为例进行分析。
1、在电网电压的正半周，第四开关管S4、第七开关管S7持续导通，电路在此阶段的模态图如图2a所示，第一开关管S1导通，第二开关管S2导通，直流电源分别通过第一开关管S1、第一电感L1、第四开关管S4、第七开关管S7和第二电感L2、第二开关管S2、第七开关管S7向电网传递能量。第一电感L1和第二电感L2电流线性上升。
第一开关管S1导通，第二开关管S2关断，电路在此阶段的模态图如图2b所示，直流电源通过第一开关管S1、第一电感L1、第四开关管S4、第七开关管S7向电网传递能量。第二电感L2通过第二二极管VD2续流，第一电感L1电流线性上升，第二电感L2电流线性下降。
第一开关管S1关断，第二开关管S2关断，电路在此阶段的模态图如图2c所示，第一电感L1通过第一二极管VD1续流，第二电感L2通过第二二极管VD2续流，第一电感L1电流线性下降，第二电感L2电流线性下降。
第一开关管S1关断，第二开关管S2导通，电路在此阶段的模态图如图2d所示，第一电感L1通过第一二极管VD1续流，直流电源通过第二电感L2、第二开关管S2、第七开关管S7向电网传递能量，第一电感L1电流线性下降，第二电感L2电流线性上升。
2、在电网电压的负半周，第五开关管S5、第六开关管S6持续导通，电路在此阶段的模态图如图2e所示，第一开关管S1导通，第三开关管S3导通，直流电源分别通过第一开关管S1、第一电感L1、第五开关管S5、第六开关管S6和第三电感L3、第三开关管S3、第六开关管S6向电网传递能量。第一电感L1和第三电感L3电流线性上升。
第一开关管S1导通，第三开关管S3关断，电路在此阶段的模态图如图2f所示，直流电源通过第一开关管S1、第一电感L1、第五开关管S5、第六开关管S6向电网传递能量。第三电感L3通过第二二极管VD2续流，第一电感L1电流线性上升，第三电感L3电流线性下降。
第一开关管S1关断，第三开关管S3关断，电路在此阶段的模态图如图2g所示，第一电感L1通过第一二极管VD1续流，第三电感L3通过第二二极管VD2续流，第一电感L1电流线性下降，第三电感L3电流线性下降。
第一开关管S1关断，第三开关管S3导通，电路在此阶段的模态图如图2h所示，第一电感L1通过第一二极管VD1续流，直流电源通过第三电感L3、第三开关管S3、第六开关管S6向电网传递能量，第一电感L1电流线性下降，第三电感L3电流线性上升。
第一二极管VD1、第一开关管S1、第一电感L1、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第七开关管S7为一相逆变，第二二极管VD2、第三二极管VD3、第二电感L2、第三电感L3、第二开关管S2、第三开关管S3、第六开关管S6、第七开关管S7为另一相逆变，其中第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3为高频开关管，第二开关管S2与第三开关管S3分别工作在电网电压的正负半周第一开关管S1与第二开关管S2和第三开关管S3的驱动信号相差半个周期。
本发明电路采用了交错并联的方法，可以提高了系统的功率密度，降低了并网电流的总谐波失真。并且从上述可知，无桥臂直通问题，可靠性高，开关管无反向恢复问题，可减小散热器的体积。

Claims (1)

1.一种交错并联并网逆变器，其特征在于包括第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）、第三二极管（VD3）、第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三电感（L3）、第一开关管（S1）、第二开关管（S2）、第三开关管（S3）、第四开关管（S4）、第五开关管（S5）、第六开关管（S6）、第七开关管（S7）；直流母线的正极与第一开关管（S1）、第二开关管（S2）和第三开关管（S3）的漏极连接；直流母线的负极与第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）、第三二极管（VD3）的阳极连接；第一开关管（S1）、第二开关管（S2）、第三开关管（S3）的源极分别与第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）、第三二极管（VD3）的阴极和第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三电感（L3）的一端连接；第一电感（L1）的另一端与第四开关管（S4）、第五开关管（S5）的漏极连接，第二电感（L2）的另一端与第六开关管（S6）的源极和电网的一端连接，第三电感（L3）的另一端与第七开关管（S7）的源极和电网的另一端连接， 第六开关管（S6）、第七开关管（S7）的漏极与第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）、第三二极管（VD3）的阳极连接。
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