CN114744901A - 高效非隔离分裂相逆变器及其控制方法 - Google Patents

高效非隔离分裂相逆变器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高效非隔离分裂相逆变器及其控制方法，逆变器包括：分压单元；第一逆变桥臂和第二逆变桥臂，用于对直流母线电源输出的直流电逆变为交流电，以获取交流电信号；滤波单元，一端与第一逆变桥臂的中点相连，另一端与第二逆变桥臂的中点相连，用于对交流电信号进行滤波以获取目标交流电信号；第一续流桥臂和第二续流桥臂，第一续流桥臂的一端与分压单元相连，另一端与第一逆变桥臂的中点相连，第二续流桥臂的一端与分压单元相连，另一端与第二逆变桥臂的中点相连，用于对目标交流电信号进行续流；模式切换单元用于将高效非隔离分裂相逆变器在并网工作模式和离网工作模式之间切换。由此，能够兼顾逆变器的效率、成本和功能。

Description

高效非隔离分裂相逆变器及其控制方法
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，具体涉及一种高效非隔离分裂相逆变器和一种高效非隔离分裂相逆变器的控制方法。
背景技术
在中小功率非隔离型并网逆变器中，三电平拓扑具有高效率，低共模电压等优点而占据主要市场。其中，T型三电平拓扑和Heric拓扑又占据主流。
相关技术中，采用Heric拓扑在离网工作时，需要配合工频自耦变压器，改变压器体积大，重量较高，系统的综合成本很高，采用T型三电平拓扑转换效率较低，对散热能力具有较大的需求。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种高效非隔离分裂相逆变器，在T型三电平拓扑结构的基础上增设模式切换单元，以切换高效非隔离分裂相逆变器的工作模式，提高高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时的转换效率，降低发热，并且在需要离网裂相输出时，无需增加额外的工频自耦变压器，兼顾了效率、成本和功能。
本发明采用的技术方案如下：
一种高效非隔离分裂相逆变器，包括：分压单元，所述分压模块与直流母线电源相连；第一逆变桥臂和所述第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第一逆变桥臂的另一端与所述直流母线电源的另一端相连，所述第二逆变桥臂的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第二逆变桥臂的另一端与所述直流母线电源的另一端相连，其中，所述第一逆变桥臂和所述第二逆变桥臂用于对所述直流母线电源输出的直流电逆变为交流电，以获取交流电信号；滤波单元，所述滤波单元的一端与所述第一逆变桥臂的中点相连，所述滤波单元的另一端与所述第二逆变桥臂的中点相连，所述滤波单元用于对所述交流电信号进行滤波以获取目标交流电信号；第一续流桥臂和第二续流桥臂，所述第一续流桥臂的一端与所述分压单元相连，所述第一续流桥臂的另一端与所述第一逆变桥臂的中点相连，所述第二续流桥臂的一端与所述分压单元相连，所述第二续流桥臂的另一端与所述第二逆变桥臂的中点相连，所述第一续流桥臂和所述第二续流桥臂用于对所述目标交流电信号进行续流；模式切换单元，所述模式切换单元的一端与所述第一续流桥臂的中点相连，所述模式切换单元的另一端与所述第二续流桥臂的中点相连，所述模式切换单元用于将所述高效非隔离分裂相逆变器在并网工作模式和离网工作模式之间切换。
所述分压模块包括第一分压电容和第二分压电容，其中，所述第一分压电容的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第一分压电容的另一端与所述第二分压电容的一端相连，所述第二分压电容的另一端与所述直流母线电源的另一端相连。
所述第一逆变桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第一开关管的另一端与所述第二开关管的一端相连，所述第二开关管的另一端与所述直流母线电源的另一端相连；所述第二逆变桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第三开关管的另一端与所述第四开关管的一端相连，所述第四开关管的另一端与所述直流母线电源的另一端相连。
所述滤波单元包括：第一滤波电感，所述第一滤波电感的一端与所述第一开关管的另一端相连；第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端与所述第一滤波电感的另一端相连，所述第一滤波电容的另一端与所述第一分压电容的另一端相连；第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述第一滤波电容的另一端相连；第二滤波电感，所述第二滤波电感的一端与所述第二滤波电容的另一端相连，所述第二滤波电感的另一端与所述第三开关管的另一端相连。
所述第一续流桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的一端与所述第一分压电容的另一端相连，所述第五开关管的另一端与所述第六开关管的一端相连，所述第六开关管的另一端与所述第一开关管的另一端相连；所述第二续流桥臂包括第七开关管和第八开关管，所述第七开关管的一端与所述第一分压电容的另一端相连，所述第七开关管的另一端与所述第八开关管的一端相连，所述第八开关管的另一端与所述第三开关管的另一端相连。
所述模式切换单元包括继电器，所述继电器的一端与所述第五开关管的另一端相连，所述继电器的另一端与所述第七开关管的另一端相连。
一种高效非隔离分裂相逆变器的控制方法，包括以下步骤：获取控制指令，并对所述控制指令进行识别；如果识别所述控制指令为控制所述高效非隔离分裂相逆变器以并网工作模式进行工作的指令，则控制所述继电器闭合，其中，在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制所述第一开关管、所述第四开关管和所述第六开关管导通，以及控制所述第二开关管、所述第三开关管、所述第五开关管、所述第七开关管和所述第八开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制所述第六开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第七开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制所述第二开关管、所述第三开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管和所述第七开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管关断；如果识别所述控制指令为控制所述高效非隔离分裂相逆变器以离网工作模式进行工作的指令，则控制所述继电器关断，其中，在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第六开关管导通和所述第八开关管导通，以及控制所述第二开关管、所述第三开关管、第五开关管和所述第七开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制所述第二开关管、所述第三开关管、所述第五开关管和所述第八开关管导通，以及控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第七开关管导通；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管关断。
本发明的有益效果：
本发明在T型三电平拓扑结构的基础上增设模式切换单元，以切换高效非隔离分裂相逆变器的工作模式，提高高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时的转换效率，降低发热，并且在需要离网裂相输出时，无需增加额外的工频自耦变压器，兼顾了效率、成本和功能。
附图说明
图1为本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器的结构示意图；
图2a为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时处于在正半周调制模态的示意图；
图2b为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时处于在正半周续流模态的示意图；
图2c为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时处于在负半周调制模态的示意图；
图2d为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时处于在负半周续流模态的示意图；
图3a为本发明另一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时处于在正半周续流模态的示意图；
图3b为本发明另一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时处于在负半周续流模态的示意图；
图4a为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在离网工作时处于在正半周调制模态的示意图；
图4b为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在离网工作时处于在正半周续流模态的示意图；
图4c为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在离网工作时处于在负半周调制模态的示意图；
图4d为本发明一个实施例的高效非隔离分裂相逆变器在离网工作时处于在负半周续流模态的示意图；
图5为本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是根据本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器的结构示意图。
如图1所示，本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器可包括：分压单元100、第一逆变桥臂200、第二逆变桥臂300、滤波单元400、第一续流桥臂500和第二续流桥臂600和模式切换单元700。
其中，分压模块100与直流母线电源相连；第一逆变桥臂200的一端与直流母线电源的一端相连，第一逆变桥臂200的另一端与直流母线电源的另一端相连，第二逆变桥臂300的一端与直流母线电源的一端相连，第二逆变桥臂300的另一端与直流母线电源的另一端相连，其中，第一逆变桥臂200和第二逆变桥臂300用于对直流母线电源输出的直流电逆变为交流电，以获取交流电信号；滤波单元400的一端与第一逆变桥臂200的中点相连，滤波单元400的另一端与第二逆变桥臂300的中点相连，滤波单元400用于对交流电信号进行滤波以获取目标交流电信号；第一续流桥臂500的一端与分压单元相连，第一续流桥臂500的另一端与第一逆变桥臂200的中点相连，第二续流桥臂600的一端与分压单元相连，第二续流桥臂600的另一端与第二逆变桥臂300的中点相连，第一续流桥臂500和第二续流桥臂600用于对目标交流电信号进行续流；模式切换单元700的一端与第一续流桥臂500的中点相连，模式切换单元700的另一端与第二续流桥臂500的中点相连，模式切换单元700用于将高效非隔离分裂相逆变器在并网工作模式和离网工作模式之间切换。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，分压模块100包括第一分压电容C1和第二分压电容C2，其中，第一分压电容C1的一端与直流母线电源的一端相连，第一分压电容C1的另一端与第二分压电容C2的一端相连，第二分压电容C2的另一端与直流母线电源的另一端相连。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，第一逆变桥臂200包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管Q1的一端与直流母线电源的一端相连，第一开关管Q1的另一端与第二开关管Q2的一端相连，第二开关管Q2的另一端与直流母线电源的另一端相连；第二逆变桥臂300包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三开关管Q3的一端与直流母线电源的一端相连，第三开关管Q3的另一端与第四开关管Q4的一端相连，第四开关管Q4的另一端与直流母线电源的另一端相连。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，滤波单元400包括：第一滤波电感L1，第一滤波电感L1的一端与第一开关管Q1的另一端相连；第一滤波电容C3，第一滤波电容C3的一端与第一滤波电感L1的另一端相连，第一滤波电容的C3另一端与第一分压电容C1的另一端相连；第二滤波电容C4，第二滤波电容C4的一端与第一滤波电容C3的另一端相连；第二滤波电感L2，第二滤波电感L2的一端与第二滤波电容C4的另一端相连，第二滤波电感L2的另一端与第三开关管Q3的另一端相连。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，第一续流桥臂500包括第五开关管Q5和第六开关管Q6，第五开关管Q5的一端与第一分压电容C1的另一端相连，第五开关管Q5的另一端与第六开关管Q6的一端相连，第六开关管Q6的另一端与第一开关管Q1的另一端相连；第二续流桥臂600包括第七开关管Q7和第八开关管Q8，第七开关管Q7的一端与第一分压电容C1的另一端相连，第七开关管Q7的另一端与第八开关管Q8的一端相连，第八开关管Q8的另一端与第三开关管Q3的另一端相连。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，模式切换单元700包括继电器K1，继电器K1一端与第五开关管Q5的另一端相连，继电器K1的另一端与第七开关管Q7的另一端相连。其中，第五开关管Q5的另一端可作为第一续流桥臂500的中点，第七开关管Q7的另一端可作为第二续流桥臂600的中点，也就是说，继电器K1一端与第一续流桥臂500的中点相连，继电器K1的另一端与第二续流桥臂600的中点相连
具体而言，基于上述实施例的高效非隔离分裂相逆变器，通过在T型三电平拓扑的结构基础上增加由继电器K1组成的模式切换单元700，通过切换继电器K1的导通状态，并调整相应的控制策略，实现在在并网工作时，高效非隔离分裂相逆变器工作在Heric结构下，转换效率高，发热低。当需要离网裂相输出时，高效非隔离分裂相逆变器工作在T型三电平拓扑模式，无需增加额外的工频自耦变压器，兼顾效率、成本和功能。
下面结合具体实施例来详细说明如何切换高效非隔离分裂相逆变器的工作模式。
具体而言，并网工作时，继电器K1闭合。此时，高效非隔离分裂相逆变器一共存在四个工作模态，即正半周调制模态、正半周续流模态、负半周调制模态和负半周续流模态，忽略死区时间，高效非隔离分裂相逆变器中各元器件的控制方式分别如图2a-2d所示。
如图2a所示，控制第一开关管Q1、第四开关管Q4和第六开关管Q6导通，以及控制第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5、第七开关管Q7和第八开关管Q8关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态；如图2b所示，控制第六开关管Q6和第八开关管Q8导通，并控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第七开关管Q7关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态；如图2c所示，控制第二开关管Q2、第三开关管Q3和第八开关管Q8导通，并控制第一开关管Q1、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第七开关管Q7关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态；如图2d所示，控制第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8导通，并控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态。
需要说明的是，在并网工作时，还可通过另一种调制方式进行调制，以在电感电流续流阶段将共模电压钳位至母线中点，减小共模电压噪声，优化EMC表现。
具体而言，在高效非隔离分裂相逆变器并网工作时，当电网处于正半工频周期，高效非隔离分裂相逆变器可按照图2a所示的调制方式进行调制，此时，第五开关管Q5和第七开关管Q7处于关断状态，逆变器共模电压为母线输入电压的一半。当第一开关管Q1和第四开关管Q4关断时，第一滤波电感L1和第二滤波电感L2通过第六开关管Q6和第八开关管Q8续流。此时，按照图3a所示，可控制第七开关管Q7导通，从而通过第七开关管Q7的沟道和体二极管以及第五开关管Q5的体二极管将第六开关管Q6和第八开关管Q8的公共端点强行钳位至母线中点，此时，高效非隔离分裂相逆变器的共模电压依旧为母线电压的一半(假设两个半母线电压均衡)。
当电网处于负半工频周期，高效非隔离分裂相逆变器可按照图2c所示的调制方式进行调制，此时，第五开关管Q5和第七开关管Q7处于关断状态，逆变器共模电压为母线输入电压的一半。当第二开关管Q2和第三开关管Q3关断时，第一滤波电感L1和第二滤波电感L2通过第六开关管Q6和第八开关管Q8续流。此时，按照图3b所示，可控制第五开关管Q5导通，从而通过第五开关管Q5沟道和体二极管以及第七开关管Q7的体二极管将第六开关管Q6和第八开关管Q8的公共端点强行钳位至母线中点，此时，高效非隔离分裂相逆变器的共模电压依旧为母线电压的一半(假设两个半母线电压均衡)。由于开关管的输出电容较小，容易与PCB走线等寄生电感发生谐振，导致传统的Heric拓扑在电感电流续流阶段，共模电压的震荡较大。由此，本发明实施例提出的在续流阶段强行钳位至母线中点的方式，可以有效吸收一部分震荡能量，降低震荡的幅值，降低EMC的噪声源，改善EMC表现。
进一步而言，离网工作时，继电器K1断开。此时，高效非隔离分裂相逆变器一共存在四个工作模态，即正半周调制模态、正半周续流模态、负半周调制模态和负半周续流模态，忽略死区时间，高效非隔离分裂相逆变器中各元器件的控制方式分别如图4a-4d所示。
具体而言，如图4a所示，可控制第一开关管Q1、第四开关管Q4、第六开关管Q6导通和第八开关管Q8导通，以及控制第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和第七开关管Q7关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态；如图4b所示，控制第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8导通，并控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态；如图4c所示，控制第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和第八开关管Q8导通，以及控制第一开关管Q1、第四开关管Q4、第六开关管Q6和第七开关管Q7导通，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态；如图4d所示，控制第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8导通，并控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4关断，以使高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态。
由此，在T型三电平拓扑结构的基础上增设模式切换单元，以切换高效非隔离分裂相逆变器的工作模式，提高高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时的转换效率，降低发热，并且在需要离网裂相输出时，无需增加额外的工频自耦变压器，兼顾了效率、成本和功能。
可以理解的是，由于继电器K1长时间工作可能会出现粘连或者无法闭合的情况，如果继电器K1已经损坏还进行功率变换，会导致开关管发生损坏。因此需要在开机前进行继电器K1的自检工作。
具体而言，首先，可检测继电器K1的另一端对母线负(控制系统的参考地)的电压，此时，该电压应当等于母线中点电压。其次，吸合继电器K1，延时确保继电器K1完全动作后，短时间内(例如1ms)导通第一开关管Q1，同时再次检测继电器K1的另一端对母线负(控制系统的参考地)的电压，如果该电压依旧等于母线中点电压，则说明继电器K1发生故障，无法吸合。如果该电压约等于母线电压，则说明继电器K1可以正常吸合，关断第一开关管Q1。然后，断开继电器K1的驱动，并且延时等待电感电流降到0，再次短时间内(例如1ms)导通第一开关管Q1，同时再次检测继电器K1的另一端对母线负(控制系统的参考地)的电压，如果该电压等于母线中点电压，则说明继电器K1可以正常工作，无黏连故障发生。如果该电压等于母线电压，则说明继电器K1工作异常，发生黏连故障。
除了可通过上述方式对继电器K1进行自检，还可通过检测继电器K1的一端对母线负(控制系统的参考地)的电压和第三开关管Q3配合完成自检工作。
综上所述，根据本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器，分压模块与直流母线电源相连，第一逆变桥臂的一端与直流母线电源的一端相连，第一逆变桥臂的另一端与直流母线电源的另一端相连，第二逆变桥臂的一端与直流母线电源的一端相连，第二逆变桥臂的另一端与直流母线电源的另一端相连，其中，第一逆变桥臂和第二逆变桥臂用于对直流母线电源输出的直流电逆变为交流电，以获取交流电信号，滤波单元的一端与第一逆变桥臂的中点相连，滤波单元的另一端与第二逆变桥臂的中点相连，滤波单元用于对交流电信号进行滤波以获取目标交流电信号，第一续流桥臂的一端与分压单元相连，第一续流桥臂的另一端与第一逆变桥臂的中点相连，第二续流桥臂的一端与分压单元相连，第二续流桥臂的另一端与第二逆变桥臂的中点相连，第一续流桥臂和第二续流桥臂用于对目标交流电信号进行续流，模式切换单元用于将高效非隔离分裂相逆变器在并网工作模式和离网工作模式之间切换。由此，在T型三电平拓扑结构的基础上增设模式切换单元，以切换高效非隔离分裂相逆变器的工作模式，提高高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时的转换效率，降低发热，并且在需要离网裂相输出时，无需增加额外的工频自耦变压器，兼顾了效率、成本和功能。
基于上述实施例的高效非隔离分裂相逆变器，本发明还提出了一种高效非隔离分裂相逆变器的控制方法。
如图5所示，本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器的控制方法可包括以下步骤：
S1，获取控制指令，并对控制指令进行识别。
S2，如果识别控制指令为控制高效非隔离分裂相逆变器以并网工作模式进行工作的指令，则控制继电器闭合。其中，在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制第一开关管、第四开关管和第六开关管导通，以及控制第二开关管、第三开关管、第五开关管、第七开关管和第八开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制第六开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第七开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制第二开关管、第三开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管和第七开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管关断。
S3，如果识别控制指令为控制高效非隔离分裂相逆变器以离网工作模式进行工作的指令，则控制继电器关断。其中，在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制第一开关管、第四开关管、第六开关管导通和第八开关管导通，以及控制第二开关管、第三开关管、第五开关管和第七开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管导通，以及控制第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管导通；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管关断。
需要说明的是，本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器的控制方法可参照上述高效非隔离分裂相逆变器的实施例，在此不再赘述。
根据本发明实施例的高效非隔离分裂相逆变器的控制方法，获取控制指令，并对控制指令进行识别，以及在识别控制指令为控制高效非隔离分裂相逆变器以并网工作模式进行工作的指令时，控制继电器闭合，其中，在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制第一开关管、第四开关管和第六开关管导通，以及控制第二开关管、第三开关管、第五开关管、第七开关管和第八开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制第六开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第七开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制第二开关管、第三开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管和第七开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管关断，以及在识别控制指令为控制高效非隔离分裂相逆变器以离网工作模式进行工作的指令时，控制继电器关断，其中，在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制第一开关管、第四开关管、第六开关管导通和第八开关管导通，以及控制第二开关管、第三开关管、第五开关管和第七开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管关断；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管导通，以及控制第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管导通；在高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管导通，并控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管关断。由此，在T型三电平拓扑结构的基础上增设模式切换单元，以切换高效非隔离分裂相逆变器的工作模式，提高高效非隔离分裂相逆变器在并网工作时的转换效率，降低发热，并且在需要离网裂相输出时，无需增加额外的工频自耦变压器，兼顾了效率、成本和功能。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种高效非隔离分裂相逆变器，其特征在于，包括：
分压单元，所述分压模块与直流母线电源相连；
第一逆变桥臂和所述第二逆变桥臂，所述第一逆变桥臂的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第一逆变桥臂的另一端与所述直流母线电源的另一端相连，所述第二逆变桥臂的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第二逆变桥臂的另一端与所述直流母线电源的另一端相连，其中，所述第一逆变桥臂和所述第二逆变桥臂用于对所述直流母线电源输出的直流电逆变为交流电，以获取交流电信号；
滤波单元，所述滤波单元的一端与所述第一逆变桥臂的中点相连，所述滤波单元的另一端与所述第二逆变桥臂的中点相连，所述滤波单元用于对所述交流电信号进行滤波以获取目标交流电信号；
第一续流桥臂和第二续流桥臂，所述第一续流桥臂的一端与所述分压单元相连，所述第一续流桥臂的另一端与所述第一逆变桥臂的中点相连，所述第二续流桥臂的一端与所述分压单元相连，所述第二续流桥臂的另一端与所述第二逆变桥臂的中点相连，所述第一续流桥臂和所述第二续流桥臂用于对所述目标交流电信号进行续流；
模式切换单元，所述模式切换单元的一端与所述第一续流桥臂的中点相连，所述模式切换单元的另一端与所述第二续流桥臂的中点相连，所述模式切换单元用于将所述高效非隔离分裂相逆变器在并网工作模式和离网工作模式之间切换。
2.根据权利要求1所述的高效非隔离分裂相逆变器，其特征在于，所述分压模块包括第一分压电容和第二分压电容，其中，所述第一分压电容的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第一分压电容的另一端与所述第二分压电容的一端相连，所述第二分压电容的另一端与所述直流母线电源的另一端相连。
3.根据权利要求2所述的高效非隔离分裂相逆变器，其特征在于，
所述第一逆变桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第一开关管的另一端与所述第二开关管的一端相连，所述第二开关管的另一端与所述直流母线电源的另一端相连；
所述第二逆变桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的一端与所述直流母线电源的一端相连，所述第三开关管的另一端与所述第四开关管的一端相连，所述第四开关管的另一端与所述直流母线电源的另一端相连。
4.根据权利要求3所述的高效非隔离分裂相逆变器，其特征在于，所述滤波单元包括：
第一滤波电感，所述第一滤波电感的一端与所述第一开关管的另一端相连；
第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端与所述第一滤波电感的另一端相连，所述第一滤波电容的另一端与所述第一分压电容的另一端相连；
第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端与所述第一滤波电容的另一端相连；
第二滤波电感，所述第二滤波电感的一端与所述第二滤波电容的另一端相连，所述第二滤波电感的另一端与所述第三开关管的另一端相连。
5.根据权利要求4所述的高效非隔离分裂相逆变器，其特征在于，
所述第一续流桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的一端与所述第一分压电容的另一端相连，所述第五开关管的另一端与所述第六开关管的一端相连，所述第六开关管的另一端与所述第一开关管的另一端相连；
所述第二续流桥臂包括第七开关管和第八开关管，所述第七开关管的一端与所述第一分压电容的另一端相连，所述第七开关管的另一端与所述第八开关管的一端相连，所述第八开关管的另一端与所述第三开关管的另一端相连。
6.根据权利要求5所述的高效非隔离分裂相逆变器，其特征在于，
所述模式切换单元包括继电器，所述继电器的一端与所述第五开关管的另一端相连，所述继电器的另一端与所述第七开关管的另一端相连。
7.一种根据权利要求6所述的高效非隔离分裂相逆变器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取控制指令，并对所述控制指令进行识别；
如果识别所述控制指令为控制所述高效非隔离分裂相逆变器以并网工作模式进行工作的指令，则控制所述继电器闭合，其中，在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制所述第一开关管、所述第四开关管和所述第六开关管导通，以及控制所述第二开关管、所述第三开关管、所述第五开关管、所述第七开关管和所述第八开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制所述第六开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第七开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制所述第二开关管、所述第三开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管和所述第七开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管关断；
如果识别所述控制指令为控制所述高效非隔离分裂相逆变器以离网工作模式进行工作的指令，则控制所述继电器关断，其中，在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周调制模态时，控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第六开关管导通和所述第八开关管导通，以及控制所述第二开关管、所述第三开关管、第五开关管和所述第七开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在正半周续流模态时，控制所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管关断；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周调制模态时，控制所述第二开关管、所述第三开关管、所述第五开关管和所述第八开关管导通，以及控制所述第一开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第七开关管导通；在所述高效非隔离分裂相逆变器工作在负半周续流模态时，控制所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管导通，并控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管关断。
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