CN116317666A - Dc/ac电路及逆变装置 - Google Patents

Dc/ac电路及逆变装置 Download PDF

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CN116317666A CN202310267046.9A CN202310267046A CN116317666A CN 116317666 A CN116317666 A CN 116317666A CN 202310267046 A CN202310267046 A CN 202310267046A CN 116317666 A CN116317666 A CN 116317666A
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switching
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switching element
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王禹玺
张奔奔
吴俊雄
吕青峰
翁炳文
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Hangzhou Hemai Power Electronics Co ltd
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Hangzhou Hemai Power Electronics Co ltd
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Abstract

本申请涉及逆变领域，特别是涉及一种DC/AC电路及逆变装置，所述电路包括：逆变单元，包括连接在正负直流母线之间的第一桥臂和第二桥臂，用于将正负直流母线输出的直流电逆变为交流电；续流单元，包括连接在第一桥臂的中点与正负直流母线的中点之间的第一续流电路，以及连接在第二桥臂的中点与正负直流母线的中点之间的第二续流电路；第一切换单元，所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一上，所述第一切换单元的第二切换端与所述第一续流电路和所述第二续流电路中另一连接，以构成续流回路。本发明通过控制开关元件可以控制其每相的输出，由于不需要隔离变压器，减小系统体积、重量和成本。

Description

DC/AC电路及逆变装置
技术领域
本申请涉及逆变领域，特别是涉及一种DC/AC电路及逆变装置。
背景技术
DC/AC电路被广泛应用到可再生能源发电、储能系统以及电动车充电等并网工作的功率变换场合。
在分裂相电网中，传统DC/AC电路通过工频隔离变压器或者自耦变压器对输出电压进行分相从而可以得到120V和240V两种电压，但只能单相输出120V或者240V电压等级，且具有体积大、成本高、损耗大等缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种DC/AC电路及逆变装置。
第一方面，本发明实施例提出一种DC/AC电路，所述电路包括：
逆变单元，包括连接在正负直流母线之间的第一桥臂和第二桥臂，用于将所述正负直流母线输出的直流电逆变为交流电；
续流单元，包括连接在所述第一桥臂的中点与所述正负直流母线的中点之间的第一续流电路，以及连接在所述第二桥臂的中点与所述正负直流母线的中点之间的第二续流电路；
第一切换单元，所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一上，所述第一切换单元的第二切换端与所述第一续流电路和所述第二续流电路中另一连接，以构成续流回路。
在一实施例中，当所述第一切换单元的固定端和第一切换端连通时，所述电路以分相运行模式输出交流电；
当所述第一切换单元的固定端和第二切换端连通时，所述电路以单相运行模式输出交流电。
在一实施例中，所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一与所述正负直流母线的中点之间，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一续流电路和第二续流电路中之另一。
在一实施例中，所述第一续流电路包括至少两个串联连接的开关元件，所述第二续流电路包括至少两个串联连接的开关元件；
所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一的两个开关元件之间，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一续流电路和第二续流电路中之另一的两个开关元件的中点。
在一实施例中，所述第一续流电路包括串联连接的第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关元件连接所述第一桥臂的中点，所述第二续流电路包括串联连接的第三开关元件和第四开关元件，所述第四开关元件连接所述第二桥臂的中点。
在一实施例中，所述第一切换单元的固定端连接所述第一开关元件或第三开关元件，所述第一切换单元的第一切换端连接所述正负直流母线的中点。
在一实施例中，所述第一切换单元的固定端连接所述第四开关元件，所述第一切换单元的第一切换端连接所述第三开关元件，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一开关元件和所述第二开关元件之间的中点，或
所述第一切换单元的固定端连接所述第二开关元件，所述第一切换单元的第一切换端连接所述第一开关元件，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第三开关元件和所述第四开关元件之间的中点。
在一实施例中，所述电路还包括：
连接在所述逆变单元的输出端和电网之间的用于控制并离网切换的第二切换单元，以及连接在所述逆变单元的输出端和负载之间的第三切换单元。
在一实施例中，所述电路还包括：
连接在所述正负直流母线的中点和零线端之间的第四切换单元；
当所述电路处于分相运行模式时，所述第四切换单元处于闭合状态；当所述电路处于单相运行模式时，所述第四切换单元处于断开状态。
在一实施例中，所述电路还包括：
连接在所述逆变单元的输出端的第一滤波单元，所述第一滤波单元与所述正负直流母线的中点连接。
在一实施例中，所述电路还包括：
连接在所述正负直流母线之间的第二滤波单元，所述第二滤波单元包括连接在正直流母线和所述正负直流母线的中点之间的第三电容，以及连接在负直流母线和所述正负直流母线的中点之间的第四电容。
第二方面，本发明实施例提出一种逆变装置，包括控制单元以及如第一方面所述的DC/AC电路，所述控制单元控制所述DC/AC电路。
相比于现有技术，本发明不需要隔离变压器，通过第一切换单元的切换，以实现单相运行模式或分相运行模式输出交流电，在处于分相运行模式时，通过控制开关元件可以控制其每相的输出，由于不需要隔离变压器，减小系统体积、重量和成本；
进一步的，在处于分相运行模式时，第一切换单元所在的续流电路与正负直流母线的中点断开，输出电压不会受正母线电压和负母线电压的不平衡的影响，避免输出电压偏移过压的问题。
附图说明
图1为本申请提供的第一实施例中DC/AC电路的结构示意图；
图2为本申请提供的一实施例中DC/AC电路的具体结构示意图；
图3为本申请提供的另一实施例中DC/AC电路的具体结构示意图；
图4为本申请提供的又一实施例中DC/AC电路的具体结构示意图；
图5为本申请提供的第二实施例中DC/AC电路的结构示意图；
图6为本申请提供的第三实施例中DC/AC电路的结构示意图；
图7为本申请提供的第四实施例中DC/AC电路的结构示意图；
图8为本申请提供的第一示例实施例中DC/AC电路的电路结构图；
图9为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于离网分相工作模式的状态示意图；
图10为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于离网分相工作模式时的开关元件发波时序示意图；
图11为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于离网单相工作模式的状态示意图；
图12为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于并网单相工作模式的状态示意图；
图13为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于并网单相工作模式时的开关元件的发波时序示意图；
图14所示为本发明提供的第二示例实施例中DC/AC电路的电路结构图；
图15所示为本发明提供的第三示例实施例中DC/AC电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
图1为本申请提供的一实施例中DC/AC电路的结构示意图，该电路10包括：逆变单元101以及续流模块102，具体的，如图2-4所示，其中，逆变单元101包括连接在正负直流母线之间的第一桥臂1011和第二桥臂1012，用于将所述正负直流母线的直流电逆变为交流电；所述续流模块102包括续流单元1021以及第一切换单元1022。续流单元1021包括连接在所述第一桥臂1011的中点与所述正负直流母线的中点(即，直流母线中点)O之间的第一续流电路10211，以及连接在所述第二桥臂1012的中点与所述正负直流母线的中点O之间的第二续流电路10212；所述第一切换单元1022的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路10211和所述第二续流电路10212中之一上，所述第一切换单元1022的第二切换端与所述第一续流电路10211和所述第二续流电路10212中另一连接，并与第一桥臂1011和第二桥臂1012中对应桥臂的中点连接，以构成续流回路。
在一实施例中，所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一与所述正负直流母线的中点之间，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一续流电路和第二续流电路中之另一。
图2为本申请提供的一实施例中DC/AC电路的具体结构示意图。该实施例中，所述第一切换单元1022的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路10211与直流母线中点O之间，所述第一切换单元1022的第二切换端与第二续流电路10212和第二桥臂1012的中点连接。
图3为本申请提供的另一实施例中DC/AC电路的具体结构示意图。该实施例中，所述第一切换单元1022的固定端和第一切换端串联连接在所述第二续流电路10212与直流母线中点O的之间，所述第一切换单元1022的第二切换端与所述第一续流电路10211和第一桥臂1011的中点连接。
在一实施例中，所述第一续流电路包括至少两个串联连接的开关元件，所述第二续流电路包括至少两个串联连接的开关元件；所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一的两个开关元件之间，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一续流电路和第二续流电路中之另一的两个开关元件的中点。
图4为本申请提供的又一实施例中DC/AC电路的具体结构示意图。该实施例中，所述第一切换单元1022的固定端和第一切换端串联连接在所述第二续流电路10212的两个开关元件之间，所述第一切换单元1022的第二切换端连接所述第一续流电路10211的两个开关元件的中点。
需要说明的是，所述第一切换单元1022的固定端和第一切换端还可以串联连接在所述第一续流电路10211的两个开关元件之间，所述第一切换单元1022的第二切换端连接所述第二续流电路10212的两个开关元件的中点。
当所述第一切换单元1022的固定端和第一切换端连通时，所述逆变单元101以分相运行模式输出交流电；当所述第一切换单元1022的固定端和第二切换端连通时，所述逆变单元101以单相运行模式输出交流电。
本实施例中的DC/AC电路不需要隔离变压器，通过第一切换单元1022的切换，以实现单相运行模式或分相运行模式输出交流电，提高了DC/AC电路的复用性和工作效率，在处于分相运行模式时，通过控制所述DC/AC电路中开关元件可以控制其每相的输出，由于不需要隔离变压器，减小系统体积、重量和成本。
进一步的，在处于单相运行模式时，第一切换单元1022所在的续流电路与正负直流母线的中点断开，DC/AC电路的输出电压不会受正母线电压和负母线电压的不平衡的影响，避免输出电压偏移过压的问题。
在一实施例中，如图5所示，所述电路还包括：连接在所述逆变单元101的输出端以及电网GRID之间的第二切换单元103，以及连接在所述逆变单元101的输出端以及负载LOAD之间的第三切换单元104。电网GRID包括第一端L1、第二端L2及零线端N，负载LOAD包括第一端L1’、第二端L2’及零线端N’，零线端N与零线端N’连接。
通过对第二切换单元103和第三切换单元104的通断控制，实现DC/AC电路的并网输出或离网输出。当所述逆变单元101的输出端与电网GRID连通时，所述DC/AC电路实现并网输出，当所述逆变单元101的输出端与电网GRID断开连接、所述逆变单元101的输出端与负载LOAD连通时，所述DC/AC电路实现离网输出。
进一步的，所述电路还包括连接在所述正负直流母线的中点O和零线端之间的第四切换单元105。
具体的，所述第二切换单元103包括第二切换开关S2、第三切换开关S3。所述第三切换单元104包括第四切换开关S4、第六切换开关S6。所述第四切换单元105包括第五切换开关S5。
当所述电路处于分相运行模式时，所述第四切换单元105处于闭合状态；当所述电路处于单相运行模式时，所述第四切换单元105处于断开状态。
通过第一切换单元1022、第二切换单元103、第三切换单元104和第四切换单元105的组合切换控制，可以实现DC/AC电路的四种工作模式，即：离网分相工作模式、离网单相工作模式、并网分相工作模式、并网单相工作模式。
根据DC/AC电路的输出需求，对第一切换单元1022、第二切换单元103、第三切换单元104和第四切换单元105进行切换控制，以控制DC/AC电路以对应的工作模式运行。
在一实施例中，如图6所示，所述电路还包括：连接在所述逆变单元101的输出端的第一滤波单元106，所述第一滤波单元101与所述正负直流母线的中点O连接，以实现对逆变单元101的输出信号的滤波。
第一滤波单元106例如包括由电容和电感组成的滤波电路。
在一实施例中，如图7所示，所述电路还包括：连接在所述正负直流母线之间的第二滤波单元107，所述第二滤波单元107包括连接在正直流母线和所述正负直流母线的中点O之间的第三电容CBUS1，以及连接在负直流母线和所述正负直流母线的中点O之间的第四电容BUS2，以实现输入信号的滤波。
在一具体实施例中，所述第一续流电路10211包括串联连接的第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关元件连接所述第一桥臂的中点，所述第二续流电路10212包括串联连接的第三开关元件和第四开关元件，所述第四开关元件连接所述第二桥臂的中点。
在一可选的实施例中，所述第一切换单元1022的固定端连接所述第一开关元件或第三开关元件，所述第一切换单元1022的第一切换端连接所述正负直流母线的中点。
在一可选的实施例中，所述第一切换单元1022的固定端连接所述第四开关元件，所述第一切换单元1022的第一切换端连接所述第三开关元件，所述第一切换单元1022的第二切换端连接所述第一开关元件和所述第二开关元件之间的中点，或所述第一切换单元1022的固定端连接所述第二开关元件，所述第一切换单元1022的第一切换端连接所述第一开关元件，所述第一切换单元1022的第二切换端连接所述第三开关元件和所述第四开关元件之间的中点。
在第一示例实施例中，如图8所示，DC/AC电路包括逆变单元101、续流单元1021、第一切换单元1022、第二切换单元103、第三切换单元104、第四切换单元105、第一滤波单元106、第二滤波单元107。续流单元1021包括第一续流电路以及第二续流电路，所述第一续流电路包括第一开关元件QA2和第二开关元件QA3，所述第二续流电路包括第三开关元件QB2和第四开关元件QB3。逆变单元101包括连接在正负直流母线之间的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括第五开关元件QA1和第六开关元件QA4，所述第二桥臂包括第七开关元件QB1和第八开关元件QB4。所述第一切换单元1022包括第一切换开关S1。所述第二切换单元103包括第二切换开关S2、第三切换开关S3。所述第三切换单元104包括第四切换开关S4、第六切换开关S6。所述第四切换单元105包括第五切换开关S5。所述第一滤波单元106包括第一电感Lo1、第二电感Lo2、第一电容Co1、第二电容Co2。第二滤波单元107包括第三电容CBUS1、第四电容CBUS2。
所述开关元件的类型可以是MOS管、IGBT等中的一种，本申请以开关元件为IGBT为例说明。
所述第一开关元件QA2的发射(源)极连接第一切换开关S1的固定端，所述第一开关元件QA2的集电(漏)极连接所述第二开关元件QA3的集电(漏)极，所述第二开关元件QA3的发射(源)极连接第一桥臂的中点。第一切换开关S1的第一切换端连接正负直流母线的中点O，第一切换开关S1的第二切换端连接第二桥臂的中点。所述第一电感Lo1一端连接第一桥臂的中点，另一端连接第一电容Co1、第二切换开关S2及第四切换开关S4的一端，第一电容Co1的另一端连接正负直流母线的中点O，第二切换开关S2的另一端连接电网GRID的第一端L1，第四切换开关S4的另一端连接负载LOAD的第一端L1’。
所述第三开关元件QB2的发射(源)极连接正负直流母线的中点O，第三开关元件QB2的集电(漏)极连接所述第四开关元件QB3的集电(漏)极，所述第四开关元件QB3的发射(源)极连接第二桥臂的中点。所述第二电感Lo2一端连接第二桥臂的中点，另一端连接第二电容Co2、第三切换开关S3及第六切换开关S6的一端，第二电容Co2的另一端连接正负直流母线的中点O，第三切换开关S3的另一端连接电网GRID的第二端L2，第六切换开关S6的另一端连接负载LOAD的第二端L2’。所述第五切换开关S5的一端连接正负直流母线的中点O，另一端连接负载的零线端N，负载的零线端N与电网的零线端N’连接。第三电容CBUS1连接在正直流母线和中点O之间，第四电容CBUS2连接在负直流母线和中点O之间。
上述DC/AC电路共有四种工作模式。当第一切换开关S1的固定端与第一切换端连通，第四切换开关S4、第五切换开关S5、第六切换开关S6闭合，第二切换开关S2、第三切换开关S3断开时，DC/AC电路处于离网分相工作模式，提供两相输出(例如两个相位差为180°，电压为120V的输出，)；当第一切换开关S1的固定端与第二切换端连通，第四切换开关S4、第六切换开关S6闭合，第二切换开关S2、第五切换开关S5、第三切换开关S3断开时，DC/AC电路处于离网单相工作模式，提供单相输出(例如电压240V的输出)；当第一切换开关S1的固定端与第一切换端连通，第四切换开关S4、第六切换开关S6断开，第二切换开关S2、第三切换开关S3、第五切换开关S5闭合时，DC/AC电路处于并网分相工作模式；当第一切换开关S1的固定端与第二切换端连通，第四切换开关S4、第五切换开关S5、第六切换开关S6断开，第二切换开关S2、第三切换开关S3闭合时，DC/AC电路处于并网单相工作模式。
需要说明的是，第一开关元件QA2和第二开关元件QA3，以及第三开关元件QB2和第四开关元件QB3可以以对顶的方式(两个开关元件的发射极相连)连接，也可以以背靠背的方式(两个开关元件的集电极相连)连接。
如图9所示，为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于离网分相工作模式的状态示意图，对应如图10所示，为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于离网分相工作模式时的开关元件发波时序示意图。当DC/AC电路处于离网分相工作模式时，第五开关元件QA1、第六开关元件QA4、第七开关元件QB1和第八开关元件QB4作为主功率开关管，第一开关元件QA2、第二开关元件QA3、第三开关元件QB2和第四开关元件QB3作为续流管工作。
当所述DC/AC电路逆变侧的电压信号处于正半周期时，第五开关元件QA1、第一开关元件QA2、第四开关元件QB3与第八开关元件QB4的驱动信号为PWM调制信号，第二开关元件QA3与第三开关元件QB2作为续流管导通，第一开关元件QA2与第五开关元件QA1互补导通，第四开关元件QB3与第八开关元件QB4互补导通，第二开关元件QA3和第三开关元件QB2常通，第六开关元件QA4和第七开关元件QB1常关；
逆变侧的电压信号处于负半周期时，第二开关元件QA3、第六开关元件QA4、第七开关元件QB1的驱动信号与第三开关元件QB2的驱动信号为PWM调制信号，第一开关元件QA2与第四开关元件QB3作为续流管导通，第二开关元件QA3与第六开关元件QA4互补导通，第七开关元件QB1与第三开关元件QB2的驱动信号互补导通，第一开关元件QA2与第四开关元件QB3常通，第五开关元件QA1和第八开关元件QB4常关。
需要说明的是，当DC/AC电路处于并网分相工作模式时，并网分相工作模式和离网分相工作模式的发波相同，因此不再赘述。
如图11所示，为本发明提供的第一示例实施例中的DC/AC电路处于离网单相工作模式的状态示意图。考虑到正直流母线电压和负直流母线电压的压差较大时，比如5V/10V以上，则会引入直流偏置，使得DC/AC电路的输出电压往某个方向一直偏移，最终导致输出过压，影响DC/AC电路的正常运行。在本实施例中，如图11所示，当DC/AC电路处于离网单相工作模式时，第一开关元件QA2和正负直流母线中点O断开，DC/AC电路的输出电压不会受正直流母线电压和负直流母线电压的不平衡的影响，不会引起输出电压偏移过压的问题。
如图12所示，为本发明提供的第一示例实施例中DC/AC电路处于并网单相工作模式的状态示意图，对应如图13所示，为本发明提供的第一示例实施例中DC/AC电路的处于并网单相工作模式时的开关元件的发波时序示意图。当DC/AC电路处于并网单相工作模式时，第五开关元件QA1、第六开关元件QA4、第七开关元件QB1和第八开关元件QB4作为主功率开关管，第一开关元件QA2、第二开关元件QA3作为续流管工作。
在电网侧的电压信号处于正半周期时，第五开关元件QA1、第一开关元件QA2和第八开关元件QB4的驱动信号为PWM调制信号，第二开关元件QA3作为续流管导通，第一开关元件QA2与第五开关元件QA1互补导通，第五开关元件QA1和第八开关元件QB4的驱动信号相同，第二开关元件QA3常通，第六开关元件QA4和第七开关元件QB1常关；电网侧的电压信号处于负半周期时，第二开关元件QA3、第六开关元件QA4和第七开关元件QB1的驱动信号为PWM调制信号，第一开关元件QA2作为续流管导通，第二开关元件QA3与第六开关元件QA4的驱动信号互补导通，第六开关元件QA4和第七开关元件QB1的驱动信号相同，第一开关元件QA2常通，第五开关元件QA1和第八开关元件QB4常关。
当DC/AC电路处于并网单相工作模式时，第一开关元件QA2和正负直流母线中点O断开，DC/AC电路的输出电压不会受正直流母线电压和负直流母线电压的不平衡的影响，因此，不会引起输出电压偏移过压的问题。
需要说明的是，当DC/AC电路处于离网单相工作模式时，离网单相工作模式和并网单相工作模式的发波相同，因此不再赘述。
如图14所示为本发明提供的第二示例实施例中DC/AC电路的电路结构图，与第一示例实施例的区别在于，第一切换单元1022的第一切换端连接正负直流母线的中点O，第一切换单元1022的第二切换端连接第一桥臂的中点，第一切换单元1022的固定端连接第三开关元件QB2的发射(源)极。
需要说明的是，第二示例实施例中开关元件、第一切换单元1022、第二切换单元103及第三切换单元104的控制原理与第一示例实施例基本相同，能够实现相同的技术效果，因此不再赘述。
如图15所示为本发明提供的第三示例实施例中DC/AC电路的电路结构图，与第一示例实施例的区别在于，第一切换单元1022的第一切换端连接第三开关元件QB2的集电(漏)极，第一切换单元1022的第二切换端连接第一开关元件QA2和第二开关元件QA3之间的中点，第一切换单元1022的固定端连接第四开关元件QB3的集电(漏)极。
需要说明的是，第二示例实施例中开关元件、第一切换单元1022、第二切换单元103及第三切换单元104的控制原理与第一示例实施例基本相同，能够实现相同的技术效果，因此不再赘述。
可以理解的是，第一切换单元102还可以设置在第一开关元件QA2和第二开关元件QA3之间，也可以设置在第一桥臂的中点或第二桥臂的中点和续流单元之间，上述DC/AC电路中开关元件、第一切换单元、第二切换单元及第三切换单元的控制原理与第三示例实施例基本相同，能够实现相同的技术效果，因此不再赘述。
在一实施例中，本发明提出一种逆变装置，包括控制单元以及如上述任一实施例所述的DC/AC电路，所述控制单元用于提供所述第一切换单元，以及所述DC/AC电路中开关元件的时序控制。
进一步的，控制单元还用于控制所述第二切换单元以及所述第三切换单元。
需要说明的是，针对第一切换单元、第二切换单元、第三切换单元的切换以及DC/AC电路中开关元件的时序控制在上述实施例中已经详细阐述，因此本实施例中不再赘述。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种DC/AC电路，其特征在于，所述电路包括：
逆变单元，包括连接在正负直流母线之间的第一桥臂和第二桥臂，用于将所述正负直流母线输出的直流电逆变为交流电；
续流单元，包括连接在所述第一桥臂的中点与所述正负直流母线的中点之间的第一续流电路，以及连接在所述第二桥臂的中点与所述正负直流母线的中点之间的第二续流电路；
第一切换单元，所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一上，所述第一切换单元的第二切换端与所述第一续流电路和所述第二续流电路中另一连接，以构成续流回路。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，
当所述第一切换单元的固定端和第一切换端连通时，所述电路以分相运行模式输出交流电；
当所述第一切换单元的固定端和第二切换端连通时，所述电路以单相运行模式输出交流电。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一与所述正负直流母线的中点之间，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一续流电路和第二续流电路中之另一。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一续流电路包括至少两个串联连接的开关元件，所述第二续流电路包括至少两个串联连接的开关元件；
所述第一切换单元的固定端和第一切换端串联连接在所述第一续流电路和所述第二续流电路中之一的两个开关元件之间，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一续流电路和第二续流电路中之另一的两个开关元件的中点。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一续流电路包括串联连接的第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关元件连接所述第一桥臂的中点，所述第二续流电路包括串联连接的第三开关元件和第四开关元件，所述第四开关元件连接所述第二桥臂的中点。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一切换单元的固定端连接所述第一开关元件或第三开关元件，所述第一切换单元的第一切换端连接所述正负直流母线的中点。
7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一切换单元的固定端连接所述第四开关元件，所述第一切换单元的第一切换端连接所述第三开关元件，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第一开关元件和所述第二开关元件之间的中点，或
所述第一切换单元的固定端连接所述第二开关元件，所述第一切换单元的第一切换端连接所述第一开关元件，所述第一切换单元的第二切换端连接所述第三开关元件和所述第四开关元件之间的中点。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
连接在所述逆变单元的输出端和电网之间的用于控制并离网切换的第二切换单元，以及连接在所述逆变单元的输出端和负载之间的第三切换单元。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
连接在所述正负直流母线的中点和零线端之间的第四切换单元；
当所述电路处于分相运行模式时，所述第四切换单元处于闭合状态；当所述电路处于单相运行模式时，所述第四切换单元处于断开状态。
10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
连接在所述逆变单元的输出端的第一滤波单元，所述第一滤波单元与所述正负直流母线的中点连接。
11.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：
连接在所述正负直流母线之间的第二滤波单元，所述第二滤波单元包括连接在正直流母线和所述正负直流母线的中点之间的第三电容，以及连接在负直流母线和所述正负直流母线的中点之间的第四电容。
12.一种逆变装置，其特征在于，包括控制单元以及如权利要求1至权利要求11中任一项所述的DC/AC电路，所述控制单元用于控制所述DC/AC电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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