CN110061503A - 一种辅助开关电源的供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种辅助开关电源的供电电路，包括：机侧供电模块、网侧供电模块、并网逆变模块、单向二极管和滤波模块，并且机侧供电模块和网侧供电模块作为供电电源分别与辅助开关电源连接，以及机侧供电模块与并网逆变模块的输入端连接，且并网逆变模块的输出端经过滤波模块与网侧供电模块连接，以及单向二极管用于单向阻断从机侧供电模块的接地端流向辅助开关电源的接地端的电流，使得相比于现有技术，在解决并网电流畸变问题的同时，减少了供电回路增加的重量和成本。

Description

一种辅助开关电源的供电电路

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，特别是涉及一种辅助开关电源的供电电路。

背景技术

新能源发电作为一种清洁能源的获取方式越来越受到人们的重视，常见的新能源发电方式包括风能发电和光伏发电。而新能源发电设备产生的电能包括交流电和直流电两种，通常，为了产生符合输送到电网的电能，对于新能源发电设备产生的交流电，需要经过整流电路将交流电整流为直流电，再通过逆变电路将整流后的直流电逆变为符合输送到电网的交流电，对于新能源发电设备产生的直流电，则只需经过逆变电路的逆变处理即可将产生的直流电逆变为符合输送到电网的交流电。

对于现有的新能源发电设备，其控制系统是保证新能源发电设备正常运行的重要部件，其中，对控制系统的供电可以采用辅助开关电源，而辅助开关电源的供电可以采用外部提供的直流电，为了保证给辅助开关电源供电的稳定性，现有技术多采用双供电回路的方式为辅助开关电源提供稳定的直流电。

辅助开关电源的双供电回路中，第一路供电从新能源发电设备输出的经整流后的直流母线获取；第二路供电从电网交流输出经整流后的直流电获取。

然而，现有技术中，在新能源发电设备向电网输送电能时，辅助开关电源的供电回路通常导致：在并网电流从正半周向负半周变化时，并网电流容易产生畸变，从而容易对新能源发电设备和电网产生不良的影响。

为了解决畸变问题，现有技术通常采用两种方式消除并网电流畸变的影响：

第一种方式：在辅助开关电源的电网输入端串接共模电感，可以减小并网电流畸变的影响，但不能完全消除并网电流畸变。

第二种方式：在辅助开关电源的电网输入端串接工频隔离变压器，可以解决并网电流畸变的问题。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在如下问题：

现有技术中，共模电感和工频隔离变压器具有重量大，成本高的特点，使得现有技术中两种解决并网电流畸变问题的方式中，都存在大大增加了设备重量和成本的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种辅助开关电源供电回路，以相比于现有技术，在解决并网电流畸变问题的同时，减少供电回路增加的重量和成本。具体技术方案如下：

本发明实施例提供一种辅助开关电源的供电电路，包括：机侧供电模块、网侧供电模块、并网逆变模块、单向二极管和滤波模块；

所述机侧供电模块和所述网侧供电模块作为供电电源分别与辅助开关电源连接；

所述机侧供电模块与所述并网逆变模块的输入端连接，且所述并网逆变模块的输出端经过所述滤波模块与所述网侧供电模块连接；

所述单向二极管用于单向阻断从所述机侧供电模块的接地端流向所述辅助开关电源的接地端的电流。

进一步的，所述辅助开关电源的供电电路应用于产生交流电的发电设备；

所述机侧供电模块包括：发电机输出单元、机侧整流单元、第一充放电单元和第一二极管；

所述发电机输出单元，用于输出所述发电设备产生的交流电；

所述机侧整流单元，用于将所述发电机输出单元输出的交流电整流为第一机侧直流电；

所述第一充放电单元，用于将所述第一机侧直流电转换为稳定的直流电进行输出；

所述第一二极管与所述辅助开关电源相连，用于将所述稳定的直流电单向导通至所述辅助开关电源，为所述辅助开关电源供电。

进一步的，所述发电设备为风力发电机；所述第一充放电单元为电容。

进一步的，所述辅助开关电源的供电电路应用于产生直流电的发电设备；

所述机侧供电模块包括：第二充放电单元和第二二极管；

所述第二充放电单元，用于将所述发电设备产生的第二机侧直流电转换为稳定的直流电进行输出；

所述第二二极管与所述辅助开关电源相连，用于将所述稳定的直流电单向导通至所述辅助开关电源，为所述辅助开关电源供电。

进一步的，所述发电设备为光伏发电组件；所述第二充放电单元为电容。

进一步的，所述网侧供电模块包括：网侧交流电输入单元和网侧整流单元；

所述网侧交流电输入单元，用于输入电网中的交流电；

所述网侧整流单元的输入端与所述网侧交流电输入单元连接，且所述网侧整流单元的输出端与辅助开关电源连接；

所述网侧整流单元，用于将所述网侧交流电输入单元输入的电网中的交流电整流为网侧直流电，为所述辅助开关电源进行供电。

进一步的，所述网侧整流模块为不控整流桥电路。

进一步的，所述并网逆变模块为单相逆变电路。

进一步的，所述并网逆变模块为三相逆变电路。

进一步的，所述滤波模块为LCL滤波电路。

本发明实施例提供的应用于新能源发电设备的一种辅助开关电源的供电电路，包括：机侧供电模块、网侧供电模块、并网逆变模块、单向二极管和滤波模块，并且机侧供电模块和网侧供电模块作为供电电源分别与辅助开关电源连接，以及机侧供电模块与并网逆变模块的输入端连接，且并网逆变模块的输出端经过滤波模块与网侧供电模块连接，以及单向二极管用于单向阻断从机侧供电模块的接地端流向辅助开关电源的接地端的电流，由于单向二极管阻断了从机侧供电模块的接地端流向辅助开关电源的接地端的电流，使得网侧供电模块两端的电感达到平衡，从而消除了并网电流从并网电压正半周向负半周变化时产生的畸变，并且单向二极管重量轻，价格低，使得相比于现有技术，在解决并网电流畸变问题的同时，减少了供电回路增加的重量和成本。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明一个实施例提供的辅助开关电源的供电电路的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例提供的辅助开关电源的供电电路的结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的单相辅助开关电源的供电电路的电路图；

图4为本发明一个实施例提供的三相辅助开关电源的供电电路的电路图；

图5为本发明一个实施例提供的另一种单相辅助开关电源的供电电路的电路图；

图6为现有技术中辅助开关电源的供电电路的电路图；

图7为现有技术中辅助开关电源的供电电路处于第一阶段时，V_g的负极的通路示意图；

图8为现有技术中辅助开关电源的供电电路处于第一阶段时的等效电路图；

图9为现有技术中辅助开关电源的供电电路处于第一阶段时的简化等效电路图；

图10为现有技术中辅助开关电源的供电电路处于第二阶段时的等效电路图；

图11为现有技术中辅助开关电源的供电电路处于第三阶段时的等效电路图；

图12为现有技术中辅助开关电源的供电电路处于第三阶段时的简化等效电路图；

图13为本发明一个实施例辅助开关电源的供电电路处于第一阶段时的等效电路图；

图14为本发明一个实施例辅助开关电源的供电电路处于第一阶段时的简化等效电路图；

图15为本发明一个实施例辅助开关电源的供电电路处于第二阶段时的等效电路图；

图16为本发明一个实施例辅助开关电源的供电电路处于第二阶段时的简化等效电路图；

图17为本发明一个实施例辅助开关电源的供电电路处于第三阶段时的等效电路图；

图18为本发明一个实施例辅助开关电源的供电电路处于第三阶段时的简化等效电路图。

具体实施方式

为了给出相比于现有技术，在解决并网电流畸变问题的同时，减少供电回路增加的重量和成本的实现方案，本发明实施例提供了一种辅助开关电源的供电电路，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的辅助开关电源的供电电路进行清楚、完整地描述。

在本发明的一个实施例中，提供一种辅助开关电源的供电电路，如图1所示，该辅助开关电源的供电电路包括：

机侧供电模块101、网侧供电模块102、并网逆变模块103、单向二极管105和滤波模块106；

机侧供电模块101和网侧供电模块102作为供电电源分别与辅助开关电源104连接；

机侧供电模块101与并网逆变模块103的输入端连接，且并网逆变模块103的输出端经过滤波模块106与网侧供电模块102连接；

单向二极管105用于单向阻断从机侧供电模块101的接地端流向辅助开关电源104的接地端的电流。

本发明提供的上述实施例中辅助开关电源的供电电路可以应用于发电设备，为发电设备的控制系统提供所需的工作电流，例如：5V、7V或24V的直流电。

在一个实施例中，上述辅助开关电源104的供电电路存在两种工作模式，分别是机侧供电模块101作为辅助开关电源104的供电电源，以及网侧供电模块102作为辅助开关电源104的供电电源，下面分别分析两种工作模式的运行状态：

第一种工作模式：机侧供电模块101作为辅助开关电源104的供电电源。

在上述第一种工作模式中，可以对应发电设备并网运行状态，此时，机侧供电模块101在作为辅助开关电源104的供电电源的同时，还通过并网逆变模块103和滤波模块106将发电设备产生的电能转换为符合并网条件的电能，并通过直接与电网连接的网侧供电模块102向电网输送，其中，理想的并网条件为：输出的电能的电压幅值、相位和频率和电网相同。

在此模式下，现有技术中提供的供电电路中，由于缺少单向阻断从机侧供电模块的接地端流向辅助开关电源的接地端的电流的单向二极管，使得网侧供电模块两端的电感无法达到平衡，从而在发电设备输出的并网电压从正半周向负半周变化，在过零点前，由于电感中的电流无法突变，从而使得并网电流发生畸变，具体畸变原因后续会展开描述。

而采用本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路，在上述第一种工作模式中，在发电设备输出的并网电压从正半周向负半周变化，在过零点前，由于单向二极管105阻断了从机侧供电模块101的接地端流向辅助开关电源104的接地端的电流，使得网侧供电模块102两端的电感达到平衡，从而消除了并网电流从并网电压正半周向负半周变化时产生的畸变。

第二种工作模式：网侧供电模块102作为辅助开关电源104的供电电源。

在上述第二种工作模式中，可以对应发电设备处于停机或待机状态，此时，网侧供电模块102将电网输入的交流电转变为直流电，为辅助开关电源104进行供电。

本发明实施例提供的上述辅助开关电源的供电电路，包括：机侧供电模块、网侧供电模块、并网逆变模块、单向二极管和滤波模块，并且机侧供电模块和网侧供电模块作为供电电源分别与辅助开关电源连接，以及机侧供电模块与并网逆变模块的输入端连接，且并网逆变模块的输出端经过滤波模块与网侧供电模块连接，以及单向二极管用于单向阻断从机侧供电模块的接地端流向辅助开关电源的接地端的电流，由于单向二极管阻断了从机侧供电模块的接地端流向辅助开关电源的接地端的电流，使得网侧供电模块两端的电感达到平衡，从而消除了并网电流从并网电压正半周向负半周变化时产生的畸变，并且单向二极管重量轻，价格低，使得相比于现有技术，在解决并网电流畸变问题的同时，减少了供电回路增加的重量和成本。

在一个实施例中，上述辅助开关电源104的供电电路可以应用于产生交流电的发电设备，其中，产生交流电的发电设备可以为风力发电机。

此时，如图2所述，机侧供电模块101可以包括：发电机输出单元1011、机侧整流单元1012、第一充放电单元1013和第一二极管1014；

发电机输出单元1011，用于输出发电设备产生的交流电；

机侧整流单元1012，用于将发电机输出单元1011输出的交流电整流为第一机侧直流电；

第一充放电单元1013，用于将第一机侧直流电转换为稳定的直流电进行输出，第一充放电单元1013为电容；

第一二极管1014与辅助开关电源104相连，用于将稳定的直流电单向导通至辅助开关电源104，为辅助开关电源104供电。

在一个实施例中，上述发电设备可以是发电机，例如，可以是应用于风力发电的双馈发电机，上述发电机输出单元1011可以为用于发电机与机侧整流单元1012连接的接线盒，其中，双馈发电机在风速达到并网风速、转速达到额定转速时，可以持续的向外输出交流电，其中，上述发电机输出单元1011可以将风力发电机发出的交流电输入整个风力发电机的电力系统中。

对于发电机来说，由于转速等因素的影响，使得发电机产生的交流电不是稳定的交流电，此时需要对发电机产生的交流电进行进一步的处理。上述机侧整流单元1012可以将发电机发出的交流电整流为第一机侧直流电，在一个实施例中，根据不同的应用场景，上述整流单元1012可以是单向整流电路或三相整流电路。

同样的，由于机侧整流单元1012输入的是不稳定的交流电，使得机侧整流单元1012输出的同样是不稳定的直流电(也可能包含交流成分)，此时需要对不稳定的直流电进行进一步的滤波处理，上述第一充放电单元1013可以先存储机侧整流单元1012输出的直流电，再将存储的电能以稳定的直流电进行输出，在一个实施例中，上述第一充放电单元1013可以是电容，在一个实施例中，在第一充放电单元1013的两侧可以连接直流母线，作为第一充放电单元1013的输入侧和输出侧。

由于本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路存在两个供电电路，在上述第二种工作模式下，由网侧供电模块102给辅助开关电源104供电，此时为了避免网侧供电模块102为辅助开关电源104提供的电流通过机侧供电模块101的供电电路回流到第一充放电单元1013，在第一充放电单元1013和辅助开关电源104之间可以添加第一二极管1014，其中，第一二极管1014既可以将第一充放电单元1013输出的稳定直流电单向导通至辅助开关电源104，同时也可以避免网侧供电模块102为辅助开关电源104提供的电流通过机侧供电模块101的供电电路回流到第一充放电单元1013。

在一个实施例中，上述辅助开关电源104的供电电路可以应用于产生直流电的发电设备，例如，发电设备可以是光伏发电组件。

此时，上述机侧供电模块101包括：第二充放电单元1015和第二二极管1016；

第二充放电单元1015，用于将发电设备产生的第二机侧直流电转换为稳定的直流电进行输出；

在一个实施例中，由于朝向和光强等因素的影响，使得光伏发电机产生的直流电也为不稳定的直流电，此时需要对不稳定的直流电进行滤波处理，上述第二充放电单元1015可以先存储光伏发电机产生的直流电，再将存储的电能以稳定的直流电进行输出，在一个实施例中，上述第二充放电单元1015的输入端可以连接多台光伏发电组件，在一个实施例中，上述第二充放电单元1015可以是电容。

由于本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路存在两个供电电路，在上述第二种工作模式下，由网侧供电模块102给辅助开关电源104供电，此时为了避免网侧供电模块102为辅助开关电源104提供的电流通过机侧供电模块101的供电电路回流到第二充放电单元1015，在第二充放电单元1015和辅助开关电源104之间添加第二二极管1016，其中，第二二极管1016可以将第二充放电单元1015输出的稳定的直流电单向导通至辅助开关电源104，同时也可以避免网侧供电模块102为辅助开关电源104提供的电流，通过机侧供电模块101的供电电路回流到第二充放电单元1015。

在一个实施例中，上述网侧供电模块102可以包括：网侧交流电输入单元1021和网侧整流单元1022；

网侧交流电输入单元1021，用于输入电网中的交流电；

网侧整流单元1022的输入端与网侧交流电输入单元1021连接，且网侧整流单元1022的输出端与辅助开关电源104连接；

网侧整流单元1022，用于将网侧交流电输入单元1021输入的电网中的交流电整流为网侧直流电，为辅助开关电源104进行供电。

在一个实施例中，电网中的交流电可以是经过发电厂的变压设备得到的，例如，可以是三相690V的交流电，也可以是单相230V的交流电，上述网侧交流电输入单元1021可以是用于连接电网的接线盒，也可以是用于引入电网电压，并对电网电压进行次升/降压的箱式变压器，其中，网侧交流电输入单元1021一侧与网侧整流单元1022的输入端连接，一侧与上述并网逆变模块103的输出端连接。在一个实施例中，根据发电设备实际的运行情况，发电设备可以通过网侧交流电输入单元1021向电网输送电能，也可以通过网侧交流电输入单元1021获取电网中的电能。

在上述第二种工作模式情况下，网侧整流单元1022输入电网中的交流电，此时网侧整流单元1022可以将网侧整流单元1022从电网获取的交流电整流为直流电，在一个实施例中，网侧整流单元1022可以是不控整流桥电路。

在一个实施例中，上述并网逆变模块103可以是单相逆变电路或三相逆变电路，根据不同的实际应用情况可以选择不同的逆变电路。

在一个实施例中，上述滤波模块106为LCL滤波电路或LC滤波电路，通过滤波模块106可以平滑并网逆变模块103输出的交流电的波形。

示例性的，基于如图1所示的实施例，结合实际的电气元件，给出本发明实际应用于单相电路的一种电路，如图3所示，为本发明实施例提供的单相辅助开关的供电回路，电路中，机侧供电模块101由电容C1和单向二极管D1组成，并网逆变模块103由四个受控晶闸管VT1、VT2、VT3和VT4，以及四个单向二极管D3、D4、D5和D6组成，其中四个单向二极管与四个晶闸管反向并联，滤波模块106由电感L_L、电感L_N和电容C2组成，网侧供电模块102由交流电源V_g和四个单向二极管D7、D8、D9和D10组成。

进一步的，上述实施例中，VT1、VT2、VT3和VT4，以及四个单向二极管D3、D4、D5和D6可以组成单向逆变电路，电感L_L、电感L_N和电容C2可以组成LCL滤波电路，单向二极管D7、D8、D9和D10可以组成单相不控整流电桥。

示例性的，基于如图1所示的实施例，结合实际的电气元件，给出本发明实际应用于三相电路的一种电路，如图4所示，为本发明实施例提供的三相辅助开关的供电回路，同图3所述单相辅助开关的供电回路类似，机侧供电模块101由电容C1和单向二极管D1组成，并网逆变模块103由六个受控晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6，以及六个单向二极管D3、D4、D5、D6、D13和D14组成，其中，六个二极管与六个受控晶闸管反向并联，滤波模块106由电感L₁、电感L₂、电感L₃、电感L₄、电感L₅和电感L₆，以及电容C2、电容C3和电容C4组成，网侧供电模块102由交流电源A、B和C，以及六个单向二极管D7、D8、D9、D10、D11和D12组成。

进一步的，上述实施例中，六个受控晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6，以及六个单向二极管D3、D4、D5、D6、D13组成三相逆变电路，电感L₁、电感L₂、电感L₃、电感L₄、电感L₅和电感L₆，以及电容C2、电容C3和电容C4可以组成三相LCL滤波电路，单向二极管D7、D8、D9、D10、D11和D12可以组成三相不控整流电桥。

示例性的，基于如图2所示的实施例，结合实际的电气元件，给出本发明实际应用于单相电路的另一种电路，如图5所示，为本发明实施例提供的单相辅助开关的供电回路。电路中，发电机输出单元1011由图中虚线框1011表示，其可以为用于将发电机与机侧整流单元1012连接的接线盒，虚线框1011中三个圆圈表示三个接线端子。机侧整流单元1012由虚线框1012中六个受控晶闸管VT5、VT6、VT7、VT8、VT9和VT10，以及六个单向二极管D11、D12、D13、D14、D15和D16组成，其中，六个二极管与六个受控晶闸管反向并联。第一充放电单元1013为虚线框1013，包括电容C1，在一个实施例中，还可以包括连接在电容C1两侧的直流母线。并网逆变模块103由虚线框103中四个受控晶闸管VT1、VT2、VT3和VT4，以及四个单向二极管D3、D4、D5和D6组成，其中四个单向二极管与四个晶闸管反向并联。滤波模块106由虚线框106中电感L_L、电感L_N和电容C2组成，组成LCL滤波电路。网侧供电模块102由网侧交流电输入单元1021和网侧整流单元1022组成，其中网侧交流电输入单元1021可以为用于连接电网的接线盒，或者可以为用于引入电网电压，并对电网电压进行升/降压的箱式变压器，虚线框中两个圆圈表示电网中单相交流电的连接端子。网侧整流单元1022由虚线框1022中四个单向二极管D7、D8、D9和D10组成，并且，网侧整流单元1022可以是四个单向二极管D7、D8、D9和D10组成的单相不控整流电桥。

下面，结合具体的电路，对现有的辅助开关的供电回路和本发明实施例的供电回路进行分析，由于三相电路和单相电路的原理基本相似，本实施例主要以介绍单相实施例为主。

如图3所示，是本发明实施例提供的辅助开关的供电回路的实际电路图，图中，C1为直流母线电容、C2为滤波电容、D1-D9为单相二极管、VT1-VT4为逆变电路四个晶闸管、L_L和L_N为滤波电感、V_g为交流电源、其中图中GND表示接地。

上述如图3所示电路图中，C1和D1组成机侧供电模块101，VT1-VT4组成并网逆变模块103，L_L、L_N和C2组成滤波模块106，V_g为网侧交流电输入单元1021，D7-D9组成网侧整流单元1022，其中，D7-D9构成不控整流电桥。

上述VT1-VT4组成的并网逆变模块103受到控制信号v_ref控制，控制信号v_ref可以控制VT1-VT4的导通和阻断，电路中，L_L所在的线路为L线，和L_N所在的线路为N线，且L线和N线的电感值相同，即L_L＝L_N＝L，设C1的输出电压为V_dc，经过逆变电路输出后的电压为v_refV_dc。由于电流的畸变主要发生在并网逆变模块103输出的电压从正半周向负半周转换的过程，所以下述主要分析这一过程。

首先分析现有技术，如图6所示，为现有技术中一种辅助开关的供电回路的电路图，图中电气元件所代表的含义同上述相同，在此不再赘述。

由于电流畸变出现在正半周到负半周过渡时的过零点前，因此将单相市电的L线输出电流分为正半周、过零点及负半周三个阶段，分别对电路的状态进行分析，为了方便理解，将L线输出电流i_L分为正半周、过零点及负半周三个阶段，分别对电路的状态进行分析。

第一阶段，L线输出电流i_L正半周。

此阶段，逆变电路输出电压v_refV_dc同i_L相同，也为正半周，电路中各元件的工作状态为，二极管D9导通，D10反向截止，功率开关器件VT3常关，VT4常开，控制信息v_ref控制VT1、VT2的通断。对应的V_g的负极的电流通路状态如图7中加粗线路所示，其等效电路图如图8所示，其中电网电压等效为交流电压源V_g。L线电感值为L_L，其上的电流大小为i_L，N线电感值为L_N，其上的电流大小为i_N，二极管D9支路的电流为i_d。R_d为二极管D9的等效电阻的阻值，等效开关K处于位置A对应功率开关器件VT1导通，处于位置B对应功率开关器件VT2导通。

将电感L_N与并联的二极管D9简化为电感为L′、电阻为R′_d的电气元件，则得到简化后的等效电路图9，简化等效电路满足下述公式：

由上述公式可知，L线上的电流i_L受控，因此其正弦度较好，由于i_d+i_N＝i_L，即L线电流i_L经D9支路与N线分流，因此N线电流i_N为非正弦。

对上述公式进行拉氏变换，得到：

v_refV_dc＝V_g+(L_L+L′)s+R′_di_L

可以看出，由于电感L_L的存在，当逆变电路以单位功率因数运行，即输出电流i_L与电网电压V_g同相位时，逆变器输出电压v_refV_dc超前于电网电压V_g，即逆变电路输出电压v_refV_dc会提前于电网电压V_g到达零点。

第二阶段，L线输出电流i_L接近过零点。

上述第一阶段结束时，逆变电路输出电压v_refV_dc变为负，而此时L线电流i_L及电网电压V_g仍为正，二极管D9导通，D10反向截止，功率开关器件VT3关断，VT4导通，系统等效电路如图10所示，此时，电路满足如下公式：

由于阶段一结束时，i_N较大，使得电感电感L_N处于自由放电状态，电感L_N向电感L_L和电阻R_d充电，导致i_L出现电流畸变。

第三阶段：L线输出电流i_L负半周。

此阶段中，L线输出电流i_L为负半周，电网电压V_g为负，功率开关器件VT2常开，VT1常关，VT3与VT4交替导通，二极管D10导通，D9反向截止，此时，系统等效电路如图11所示，简化等效电路如图12所示，电路满足以下公式：

又L_N＝L_L＝L，整理可得：

由上式可知，此阶段L_L上的电流仍处于受控状态。即经过了第二阶段中的L线输出电流i_L短暂畸变后，L线输出电流i_L恢复正常。

由上述分析可知，现有技术中，之所以电流畸变出现在正半周到负半周过渡时的过零点前，主要是由于在第二阶段中电感L_N向电感L_L和电阻R_d充电。

下面对本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路进行分析：

第一阶段，L线输出电流i_L正半周。

逆变电路输出电压v_refV_dc同i_L相同，也为正半周，电路中各元件的工作状态为，二极管D9导通，D10反向截止，功率开关器件VT3常关，VT4常开，控制信息v_ref控制VT1、VT2的通断，R_d为二极管D9的等效电阻的阻值，等效开关K处于位置A对应功率开关器件VT1导通，处于位置B对应功率开关器件VT2导通，如图13，为第一阶段本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路的等效电路图，如图14所示，是简化后的等效电路图，此时，满足关系式：

第二阶段L线输出电流i_L接近过零点。

上述第一阶段结束时，逆变电路输出电压v_refV_dc变为负，而此时L线电流i_L及电网电压V_g仍为正，二极管D9导通，D10反向截止，功率开关器件VT3关断，VT4导通，如图15，为第一阶段本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路的等效电路图，如图16所示，是简化后的等效电路图。此时，满足关系式：

第三阶段，L线输出电流i_L负半周。

此阶段中，L线输出电流i_L为负半周，电网电压V_g为负，功率开关器件VT2常开，VT1常关，VT3与VT4交替导通，二极管D10导通，D9反向截止，此时，如图17，为第一阶段本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路的等效电路图，如图18所示，是简化后的等效电路图，此时，满足关系式：

由上述公式可知，本发明实施例提供的辅助开关电源的供电电路，在三个阶段L线输出电流i_L都是受控状态。从而避免了L线输出电流i_L畸变。

在二极管D2串接在直流母线的地端GND与辅助开关电源的地端GND之间增设单向二极管105，利用单向二极管105的单向导电性，有效的阻断了电路中的二极管和电阻支路，使得L线上的电流i_L与N线上的电流i_N满足i_N＝-i_L，从而避免了不同阶段时的异变，避免了并网电流i_L在过零点发生畸变的现象，进一步提升了发电设备供电稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种辅助开关电源的供电电路，其特征在于，包括：机侧供电模块(101)、网侧供电模块(102)、并网逆变模块(103)、单向二极管(105)和滤波模块(106)；

所述机侧供电模块(101)和所述网侧供电模块(102)作为供电电源分别与辅助开关电源(104)连接；

所述机侧供电模块(101)与所述并网逆变模块(103)的输入端连接，且所述并网逆变模块(103)的输出端经过所述滤波模块(106)与所述网侧供电模块(102)连接；

所述单向二极管(105)用于单向阻断从所述机侧供电模块(101)的接地端流向所述辅助开关电源(104)的接地端的电流。

2.根据权利要求1所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述辅助开关电源(104)的供电电路应用于产生交流电的发电设备；

所述机侧供电模块(101)包括：发电机输出单元(1011)、机侧整流单元(1012)、第一充放电单元(1013)和第一二极管(1014)；

所述发电机输出单元(1011)，用于输出所述发电设备产生的交流电；

所述机侧整流单元(1012)，用于将所述发电机输出单元(1011)输出的交流电整流为第一机侧直流电；

所述第一充放电单元(1013)，用于将所述第一机侧直流电转换为稳定的直流电进行输出；

所述第一二极管(1014)与所述辅助开关电源(104)相连，用于将所述稳定的直流电单向导通至所述辅助开关电源(104)，为所述辅助开关电源(104)供电。

3.根据权利要求2所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述发电设备为风力发电机；所述第一充放电单元(1013)为电容。

4.根据权利要求1所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述辅助开关电源的供电电路应用于产生直流电的发电设备；

所述机侧供电模块(101)包括：第二充放电单元(1015)和第二二极管(1016)；

所述第二充放电单元(1015)，用于将所述发电设备产生的第二机侧直流电转换为稳定的直流电进行输出；

所述第二二极管(1016)与所述辅助开关电源(104)相连，用于将所述稳定的直流电单向导通至所述辅助开关电源(104)，为所述辅助开关电源(104)供电。

5.根据权利要求4所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述发电设备为光伏发电组件；所述第二充放电单元(1016)为电容。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述网侧供电模块(102)包括：网侧交流电输入单元(1021)和网侧整流单元(1022)；

所述网侧交流电输入单元(1021)，用于输入电网中的交流电；

所述网侧整流单元(1022)的输入端与所述网侧交流电输入单元(1021)连接，且所述网侧整流单元(1022)的输出端与辅助开关电源(104)连接；

所述网侧整流单元(1022)，用于将所述网侧交流电输入单元(1021)输入的电网中的交流电整流为网侧直流电，为所述辅助开关电源(104)进行供电。

7.根据权利要求5所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述网侧整流模块(1022)为不控整流桥电路。

8.根据权利要求1或4-5任意一项所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述并网逆变模块(103)为单相逆变电路。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述并网逆变模块(103)为三相逆变电路。

10.根据权利要求1所述的辅助开关电源供电电路，其特征在于，所述滤波模块(106)为LCL滤波电路。