CN116846240B - 一种逆变电路及储能电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种逆变电路，包括第一逆变模块、第二逆变模块、逆变输出采样模块和控制模块；第一逆变模块与逆变输出采样模块连接，逆变输出采样模块与控制模块连接，逆变输出采样模块用于采集第一逆变模块的输出值并反馈给控制模块，控制模块用于根据第一逆变模块的输出值获得第一逆变值；控制模块还分别与第一逆变模块和第二逆变模块连接，控制模块还用于输出第一驱动信号以驱动第一逆变模块工作，并在第一逆变值小于预设阈值时，停止输出第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动第二逆变模块工作。本发明还公开了一种储能电源，包括上述的逆变电路。本发明可以有效地降低储能电源的损耗，提高储能电源电量的利用率。

Description

一种逆变电路及储能电源
技术领域
本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种逆变电路及储能电源。
背景技术
随着双碳政策的提出，新能源无疑会成为主力赛道。储能电源作为新能源产品之一，需求会愈来愈多，竞争也会愈加激烈，届时储能电源的性能优越性，如转换效率，会作为竞争方向之一。
储能电源从电池端到AC输出端一般包含两级电路，LLC(谐振电路)和逆变电路(INV)，因此总转换效率为两个单级电路转换效率的乘积，即ηLLC*ηINV。目前的储能电源，使用时存在空载、接入小功率负载或者接入大功率负载充放电的情况，主要存在两个缺点。一是AC充放电时，接入小功率负载相对于接入大功率负载，逆变的转换效率会比较低，即在一定的电池PACK容量前提下，放电时能放出到小功率负载端的电量会更少或者充电时输入源需要输入更多的电量才能充满。二是打开AC放电且空载时，待机功耗会比较高。
综上，目前的储能电源在接入小功率负载或者空载的情况下损耗较大，对电量的利用率较低，与储能电源的高效节能初衷相悖。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种逆变电路及储能电源，可以有效地降低储能电源的损耗，提高储能电源电量的利用率。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明公开了一种逆变电路，包括第一逆变模块、第二逆变模块、逆变输出采样模块和控制模块；所述第一逆变模块与所述逆变输出采样模块连接，所述逆变输出采样模块与所述控制模块连接，所述逆变输出采样模块用于采集所述第一逆变模块的输出值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变模块的输出值获得第一逆变值；所述控制模块还分别与所述第一逆变模块和所述第二逆变模块连接，所述控制模块还用于输出第一驱动信号以驱动所述第一逆变模块工作，并在所述第一逆变值小于预设阈值时，停止输出所述第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动所述第二逆变模块工作。
优选地，所述第一逆变模块的电感的电感量小于所述第二逆变模块的电感的电感量。
优选地，所述第一逆变模块的开关管的导通电流大于所述第二逆变模块的开关管的导通电流。
优选地，所述逆变输出采样模块包括电流采样子模块，所述电流采样子模块分别与所述第一逆变模块和所述控制模块连接，所述电流采样子模块用于采集所述第一逆变模块的输出电流值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变模块的输出电流值获得所述第一逆变值。
优选地，所述输出采样模块还包括电压采样子模块，所述电压采样子模块分别与所述第一逆变模块和所述控制模块连接，所述电压采样子模块用于采集所述第一逆变模块的输出电压值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变模块的输出电流值和所述第一逆变模块的输出电压值获得所述第一逆变值。
优选地，所述逆变输出采样模块还与所述第二逆变模块连接，所述逆变输出采样模块还用于采集所述第二逆变模块的输出值并反馈给所述控制模块，所述控制模块还用于根据所述第二逆变模块的输出值获得第二逆变值，并在所述第二逆变值大于等于预设阈值时，停止输出所述第二驱动信号并输出所述第一驱动信号以驱动所述第一逆变模块工作。
优选地，所述第一逆变模块包括相互连接的第一逆变桥和第一逆变电感，所述逆变输出采样模块与所述第一逆变电感连接，所述逆变输出采样模块用于采集所述第一逆变电感的输出值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变电感的输出值获得所述第一逆变值；所述第二逆变模块包括相互连接的第二逆变桥和第二逆变电感，所述控制模块还分别与所述第一逆变桥和所述第二逆变桥连接，所述控制模块还用于输出第一驱动信号以驱动所述第一逆变桥工作，并在所述第一逆变值小于预设阈值时，停止输出所述第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动所述第二逆变桥工作。
优选地，所述逆变电路还包括逆变电容，所述逆变电容分别与所述第一逆变模块和所述第二逆变模块连接。
优选地，所述第一逆变值为所述第一逆变模块的输出电流值或所述第一逆变模块的输出功率值。
第二方面，本发明公开了一种储能电源，包括第一方面所述的逆变电路。
与现有技术相比，上述储能电源或逆变电路，当不连接负载或连接不同功率大小的负载时第一逆变模块的输出值大小和第二逆变模块的输出值大小会根据空载或负载的需求改变，以满足空载或负载需求，首先通过控制模块输出第一驱动信号驱动第一逆变模块工作，并通过逆变输出采样模块实时采集第一逆变模块工作时的输出值并反馈给控制模块，控制模块能根据该输出值获得第一逆变值并与预设阈值比对，然后在第一逆变模块的输出值改变使得第一逆变值小于预设阈值时，停止驱动第一逆变模块工作并切换为驱动第二逆变模块工作，从而使得在空载或接入不同需求的负载时，能控制不同的逆变模块工作，与空载或负载需求相适应，以降低储能电源的损耗，提高储能电源电量的利用率。
附图说明
图1是本发明优选实施例公开的逆变电路的结构示意图；
图2是本发明具体实施例公开的储能电源的结构示意图；
图3是图2中的储能电源的第一逆变模块的结构示意图；
图4是图2中的储能电源的第二逆变模块的结构示意图；
图5是图2中的储能电源的DC/DC模块的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，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该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明优选实施例公开的逆变电路，包括第一逆变模块10、第二逆变模块20、逆变输出采样模块30和控制模块40。其中，第一逆变模块10用于在工作时将直流转换为交流，第二逆变模块20用于在工作时将直流转换为交流，逆变输出采样模块30用于采集第一逆变模块10工作时和/或第二逆变模块20工作时的输出值，控制模块40用于控制第一逆变模块10和第二逆变模块20是否工作。具体地，输出值可为功率值或电流值。
第一逆变模块10与逆变输出采样模块30连接，逆变输出采样模块30与控制模块40连接。具体地，第一逆变模块10的输出端与逆变输出采样模块30的输入端连接，逆变输出采样模块30的输出端与控制模块40的输入端连接。逆变输出采样模块30用于采集第一逆变模块10的输出值并反馈给控制模块40，控制模块40用于根据第一逆变模块10的输出值获得第一逆变值。具体地，第一逆变值可为电流值或功率值。
控制模块40还分别与第一逆变模块10和第二逆变模块20连接。具体地，控制模块40的输出端还分别与第一逆变模块10的控制端和第二逆变模块20的控制端连接，控制模块40还用于输出第一驱动信号以驱动第一逆变模块10工作，并在第一逆变值小于预设阈值时，停止输出第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动第二逆变模块20工作。即控制模块40还用于输出第一驱动信号以驱动第一逆变模块10工作，逆变输出采样模块30采集第一逆变模块10工作时的输出值并反馈给控制模块20，控制模块40根据第一逆变模块10的输出值获得第一逆变值，当第一逆变值小于预设阈值时，控制模块40输出第二驱动信号以驱动第二逆变模块20工作。具体地，预设阈值可为预设功率值或预设电流值。
上述逆变电路，当不连接负载或连接不同功率大小的负载时第一逆变模块的输出值大小和第二逆变模块的输出值大小会根据空载或负载的需求改变，以满足空载或负载需求，首先通过控制模块输出第一驱动信号驱动第一逆变模块工作，并通过逆变输出采样模块实时采集第一逆变模块工作时的输出值并反馈给控制模块，控制模块能根据该输出值获得第一逆变值并与预设阈值比对，然后在第一逆变模块的输出值改变使得第一逆变值小于预设阈值时，停止驱动第一逆变模块工作并切换为驱动第二逆变模块工作，从而使得在空载或接入不同需求的负载时，能控制不同的逆变模块工作，与空载或负载需求相适应，以降低储能电源的损耗，提高储能电源电量的利用率。在其中一个实施例中，所述逆变电路用于与电池连接。在其中一个实施例中，所述逆变电路与电池为储能电源的重要组成部分。在其中一个实施例中，所述预设阈值为功率值，所述预设阈值的范围为储能电源的额定功率的五分之一到三分之一。优选地，所述预设阈值的范围为储能电源的额定功率的四分之一到三分之一。更优选地，所述预设阈值的范围为储能电源的额定功率的四分之一。
在其中一个实施例中，所述预设阈值为电流值，所述预设阈值的范围为储能电源的额定电流的五分之一到三分之一。优选地，所述预设阈值的范围为储能电源的额定电流的四分之一到三分之一。更优选地，所述预设阈值的范围为储能电源的额定电流的四分之一。
为了进一步使得逆变模块与空载或负载需求相适应，在其中一个实施例中，第一逆变模块10的电感的电感量小于第二逆变模块20的电感的电感量。即第一逆变模块和第二逆变模块均包括电感，且第一逆变模块10的电感的电感量小于第二逆变模块20的电感的电感量。具体地，第一逆变模块10的电感的线圈匝数大于第二逆变模块20的电感的线圈匝数。这样，当第一逆变值大于等于预设阈值时即第一逆变模块根据大功率负载的需求使得输出值较大时，采用第一逆变模块工作，第一逆变模块工作以提供较大的输出值满足此大功率负载的需求，此时第二逆变模块输出电流大，电感的磁损会相对较小，因而线损占主导，而第一逆变模块的电感量小则需要的线圈匝数少、线粗，线的阻抗较小，采用第一逆变模块工作来提供大电流能够有效地减少线损乃至减少整个损耗；当第一逆变值小于预设阈值时即第一逆变模块根据空载或小功率负载的需求使得输出值变小时，切换到第二逆变模块工作，第二逆变模块工作以提供较小的输出值满足此空载或负载的需求，此时第二逆变模块输出电流小，电感的线损会相对较小，例如采用铜线时铜损会相对较小，因而磁损占主导，而第二逆变模块的电感量大则需要的线圈匝数多、线细，线的阻抗较大，采用第二逆变模块工作来提供小电流能够有效地减少磁损乃至减少整个损耗。
为了更进一步使得逆变模块与空载或负载需求相适应，在其中一个实施例中，第一逆变模块10的开关管的导通电流大于第二逆变模块20开关管的导通电流。即第一逆变模块和第二逆变模块均包括开关管，且第一逆变模块的开关管的导通电流大于第二逆变模块的开关管的导通电流。这样，当需要提供较小的输出值满足空载或负载的需求时，第二逆变模块工作输出小电流，此时导通损耗小，开关损耗占主导，由于第二逆变模块的导通电流较小，则开关管选用的晶圆也较小，晶圆小则极板面积也小，则输入电容也小，从而开关管的开关损耗也小，此时采用第二逆变模块工作来提供小电流能有效地减少开关损耗乃至减少整个损耗。
为了便于获得逆变模块的输出值，在一些实施例中，逆变输出采样模块30包括电流采样子模块，电流采样子模块分别与第一逆变模块10和控制模块40连接，电流采样子模块用于采集第一逆变模块10的输出电流值并反馈给控制模块40，控制模块40用于根据第一逆变模块10的输出电流值获得第一逆变值。即使用电流采样子模块采集第一逆变模块10的输出值时，该输出值为输出电流值，控制模块40根据输出电流值可获得第一逆变值并与预设阈值对比，从而判断接入空载、大功率负载还是小功率负载，当接入大功率负载时继续驱动第一逆变模块工作，当接入空载或小功率负载时切换驱动第二逆变模块工作。需要补充的是，由于逆变电路及储能电源输出电压为恒定电压，例如为220V或120V，因此根据输出电流值大小可判断功率值大小。
在其中一个实施例中，第一逆变值可为一电流值，并且预设阈值也为预设电流值，通常负载为统一额定电压，根据电流值可间接判断接入空载、大功率负载还是小功率负载。在另一个实施例中，第一逆变值可为一功率值，即控制模块根据输出电流值以及设定电压值亦可获得功率值，并且预设阈值也为预设功率值，
在其中一个实施例中，所述电流采样子模块为电流互感器，在其中一个实施例中，所述电流采样子模块为变压器，在其中一个实施例中，所述电流采样子模块为电阻。这样，通过设置电流互感器或变压器或电阻，均能够获得逆变模块的输出电流值。
为了便于判断接入空载、大功率负载还是小功率负载，在进一步的实施例中，输出采样模块30还包括电压采样子模块，电压采样子模块分别与第一逆变模块10和控制模块40连接，电压采样子模块用于采集第一逆变模块10的输出电压值并反馈给控制模块40，控制模块40用于根据第一逆变模块10的输出电流值和第一逆变模块10的输出电压值获得第一逆变值。这样，通过电流采样子模块采集第一逆变模块10的输出电流值，通过电压采样子模块采集第一逆变模块10的输出电压值，控制模块40根据输出电流值和输出电压值能够计算出功率值即第一逆变值10，即第一逆变值10可为一功率值，并且预设阈值也为预设功率值，根据功率值也直接判断接入空载、大功率负载还是小功率负载。
在其中一个实施例中，所述电压采样子模块为分压电阻。这样，通过设置分压电阻，能够获得逆变模块的输出电压值。
为了进一步实现逆变输出的控制，在一些实施例中，逆变输出采样模块30还与第二逆变模块20连接，逆变输出采样模块30还用于采集第二逆变模块20的输出值并反馈给控制模块40，控制模块40还用于根据第二逆变模块20的输出值获得第二逆变值，并在第二逆变值大于等于预设阈值时，停止输出第二驱动信号并输出第一驱动信号以驱动第一逆变模块10工作。这样，从第一逆变模块10切换到第二逆变模块20工作后，继续监控第二逆变模块20的输出，当接入情况改变时，例如由空载或接入小功率负载改变为接入大功率负载时，可通过控制模块40切换到驱动第一逆变模块10工作，进一步使得在空载或接入不同需求的负载时，能控制不同的逆变模块工作，与空载或负载需求相适应，以降低储能电源的损耗，提高储能电源电量的利用率。
为了获得交流输出，在一些实施例中，第一逆变模块10包括相互连接的第一逆变桥和第一逆变电感，逆变输出采样模块30与第一逆变电感连接，逆变输出采样模块30用于采集第一逆变电感的输出值并反馈给控制模块40，控制模块40用于根据第一逆变电感的输出值获得第一逆变值；第二逆变模块20包括相互连接的第二逆变桥和第二逆变电感，控制模块40还分别与第一逆变桥和第二逆变桥连接，控制模块40还用于输出第一驱动信号以驱动第一逆变桥工作，并在第一逆变值小于预设阈值时，停止输出第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动第二逆变桥工作。这样，可以通过第一逆变模块10和第二逆变模块20获得交流输出，并与负载需求相适应。
为了进一步使得逆变模块与空载或负载需求相适应，进一步地，第一逆变电感的电感量小于第二逆变电感的电感量。具体地，第一逆变电感的线圈匝数大于第二逆变电感的线圈匝数。这样，当第一逆变值大于等于预设阈值时即第一逆变模块10根据大功率负载的需求使得输出值较大时，采用第一逆变模块10工作，第一逆变模块10工作以提供较大的输出值满足此大功率负载的需求，此时第二逆变模块20输出电流大，电感的磁损会相对较小，因而线损占主导，而第一逆变模块10的电感量小则需要的线圈匝数少、线粗，线的阻抗较小，采用第一逆变模块10工作来提供大电流能够有效地减少线损乃至减少整体损耗；当第一逆变值小于预设阈值时即第一逆变模块10根据空载或小功率负载的需求使得输出值变小时，切换到第二逆变模块20工作，第二逆变模块20工作以提供较小的输出值满足此空载或负载的需求，此时第二逆变模块20输出电流小，电感的线损会相对较小，因而磁损占主导，而第二逆变模块20的电感量大则需要的线圈匝数多、线细，线的阻抗较大，采用第二逆变模块20工作来提供小电流能够有效地减少磁损乃至减少整体损耗。
为了降低逆变电路的成本同时减小逆变电路的体积，在一些实施例中，逆变电路还包括逆变电容，逆变电容分别与第一逆变模块10和第二逆变模块20连接。这样，通过使第一逆变模块10和第二逆变模块20共用一个逆变电容，能有效地降低逆变电路的成本和减小逆变电路的体积。在其中一个实施例中，第一逆变值为第一逆变模块10的输出电流值，在其中一个实施例中，第一逆变值为第一逆变模块10的输出功率值。在其中一个实施例中，第二逆变值为第二逆变模块20的输出电流值，在其中一个实施例中，第二逆变值为第二逆变模块20的输出功率值。
在其中一个实施例中，如图2所示，控制模块40包括MCU 41、第一驱动单元42、第二驱动单元43，MCU 41分别连接并控制第一驱动单元42、第二驱动单元43，第一驱动单元42连接并控制第一逆变模块10，第二驱动单元43连接并控制第二逆变模块20。其中，第一驱动单元42、第二驱动单元43同时连接在MCU 41的同一端口上，MCU 41控制第一驱动单元42输出第一驱动信号E1、E2、E3、E4驱动第一逆变模块10工作，并在第一逆变值小于预设阈值时停止控制第一驱动单元42输出第一驱动信号E1、E2、E3、E4并控制第二驱动单元43输出第二驱动信号D1、D2、D3、D4以驱动第二逆变模块20工作。
在其中一个实施例中，MCU 41还在第二逆变值大于等于预设阈值时停止控制第二驱动单元43输出第二驱动信号D1、D2、D3、D4并控制第一驱动单元42输出第一驱动信号E1、E2、E3、E4以驱动第二逆变模块10工作。
第一逆变模块10和第二逆变模块20根据共用的MCU 41发出的驱动信号来对应进行工作，也即第一逆变模块10和第二逆变模块20可以使用同一MCU端口控制，不需另外占用MCU的端口资源。
在其中一个实施例中，MCU 41还具有电流检测输入端口，所述电流检测输入端口与所述电流采样子模块连接。这样，电流采样子模块采集的逆变模块的电流值通过电流检测端口输入MCU。
在其中一个实施例中，MCU 41还具有电压检测输入端口，所述电压检测输入端口与所述电压采样子模块连接。这样，电压采样子模块采集的逆变模块的电压值通过电流检测端口输入MCU。
在其中一个实施例中，如图2和图3所示，第一逆变模块10包括相互连接的第一逆变桥和第一逆变电感L2，第一逆变电感L2与电流采样子模块31的第一端连接，电流采样子模块31用于采集第一逆变电感L2的电流输出值即为第一逆变模块10的输出电流值，第一逆变桥包括并联连接的第一开关管支路和第二开关管支路，第一开关管支路包括串联连接的开关管Q9和开关管Q11，第二开关管支路包括串联连接的开关管Q10和开关管Q12，第一逆变电感L2的第一端连接在开关管Q10和开关管Q12之间，开关管Q9、Q10、Q11、Q12的控制端分别串联电阻R9、R10、R11、R12后与控制模块40连接。具体地，开关管Q9、Q10、Q11、Q12均可以采用IGBT。
在其中一个实施例中，如图2和图4所示，第二逆变模块20包括相互连接的第二逆变桥和第二逆变电感L4，第二逆变电感L4与电流采样子模块31的第一端连接，电流采样子模块31用于采集第二逆变电感L4的电流输出值即为第二逆变模块20的输出电流值，第二逆变桥包括并联连接的第三开关管支路和第四开关管支路，第三开关管支路包括串联连接的开关管Q13和开关管Q15，第四开关管支路包括串联连接的开关管Q14和开关管Q16，第二逆变电感L4的第一端连接在开关管Q14和开关管Q16之间，开关管Q13、Q14、Q15、Q16的控制端分别串联电阻R13、R14、R15、R16后与控制模块40连接。具体地，开关管Q13、Q14、Q15、Q16可以采用IGBT。
在其中一个实施例中，如图2所示，逆变电路还包括逆变电容C4，逆变电容C4连接在第一逆变模块10和第二逆变模块20的输出端处，具体地，逆变电容C4的第一端连接在电流采样子模块31的第二端，逆变电容C4的第二端连接在开关管Q9和开关管Q11之间，逆变电容C4的第二端还连接在开关管Q13和开关管Q15之间。
在其中一个实施例中，如图2所示，逆变电路还包括谐振电感L1，谐振电感L1连接在电流采样子模块31的第二端与电压采样子模块32之间，可以起到滤波的作用。
本发明的另一优选实施例公开了一种储能电源，包括上述优选实施例中的逆变电路。
上述储能电源，当不连接负载或连接不同功率大小的负载时第一逆变模块的输出值大小和第二逆变模块的输出值大小会根据空载或负载的需求改变，以满足空载或负载需求，首先通过控制模块输出第一驱动信号驱动第一逆变模块工作，并通过逆变输出采样模块实时采集第一逆变模块工作时的输出值并反馈给控制模块，控制模块能根据该输出值获得第一逆变值并与预设阈值比对，然后在第一逆变模块的输出值改变使得第一逆变值小于预设阈值时，停止驱动第一逆变模块工作并切换为驱动第二逆变模块工作，从而使得在空载或接入不同需求的负载时，能控制不同的逆变模块工作，与空载或负载需求相适应，以降低储能电源的损耗，提高储能电源电量的利用率。
如图1和图2所示，在其中一个实施例中，储能电源包括电池50、DC/DC模块60和逆变电路，逆变电路包括第一逆变模块10、第二逆变模块20、逆变输出采样模块30、控制模块40。电池50连接在DC/DC模块60的第一端，第一逆变模块10和第二逆变模块20并联连接在DC/DC模块60的第二端和逆变输出采样模块之间，逆变输出采样模块30还与控制模块40连接，控制模块40还分别与第一逆变模块10和第二逆变模块20连接，电池50用于提供直流，DC/DC模块60用于将电池50输出的直流转换为另一稳定的直流输出给逆变电路，第一逆变模块10或第二逆变模块20用于将该直流转换为交流并提供给负载，逆变输出采样模块30用于采集所述第一逆变模块10的输出值并反馈给控制模块40，控制模块40用于根据第一逆变模块10的输出值获得第一逆变值，控制模块40还用于输出第一驱动信号以驱动第一逆变模块10工作，并在第一逆变值小于预设阈值时，停止输出第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动第二逆变模块20工作。在其中一个实施例中，DC/DC模块60为LLC谐振模块。
在其中一个实施例中，如图2所示，控制模块40还包括第三驱动单元44和第四驱动单元45，MCU 41还分别连接并控制第三驱动单元44和第四驱动单元45，第三驱动单元44和第四驱动单元45分别连接并控制DC/DC模块60。具体地，MCU 41控制第三驱动单元44输出第三驱动信号A1、A2以及控制第四驱动单元45输出第四驱动信号B1、B2以共同控制DC/DC模块60工作。
结合图3，在其中一个实施例中，开关管Q9、Q10、Q11、Q12的控制端分别串联电阻R9、R10、R11、R12后连接至第一驱动单元42。结合图4，在其中一个实施例中，开关管Q13、Q14、Q15、Q16的控制端分别串联电阻R13、R14、R15、R16后连接至第二驱动单元43。在其中一个实施例中，第一逆变模块10的第一逆变电感L2的电感量小于第二逆变模块20的第二逆变电感L4的电感量。具体地，第一逆变电感L2的线圈匝数大于第二逆变电感L4的线圈匝数。这样，第二逆变电感L4的线圈匝数比第一逆变电感L2的线圈匝数多，第二逆变电感L4的线圈比第一逆变电感L2的线圈细。
其中，如下述公式(1)和公式(2)：
L＝AL·N2 (2)
式中，U为电压，L为电感量，AL为电感系数，N为线圈匝数，di/dt为电流对时间的微分；
根据公式(1)和公式(2)可知，当第一逆变电感L2的线圈匝数大于第二逆变电感L4的线圈匝数时，第二逆变电感L4的电感量比第一逆变电感L2的电感量大。
进一步地，如下述公式(3)～(6)：
Ipeak＝IRMS+ΔI (4)
Pcore＝α·ΔB·f+c·f+e·f2 (6)
式中，Ipeak为峰值电流，IRMS为有效电流，ΔB为磁通密度，Ae为磁芯有效截面积，α为磁滞损耗系数，c为剩磁损耗系数，e为涡流损耗系数，f为正弦波电压频率，ΔI是时间周期ΔT内电流的变化量，Pcore为磁芯损耗；
根据公式(3)～(6)可知，第二逆变电感L4的电感量比第一逆变电感L2的电感量大，使得电流的变化量ΔI小，进一步使得峰值电流Ipeak小，然后磁通密度ΔB小，最终使得磁芯损耗Pcore小，即第二逆变电感L4的磁芯损耗Pcore小；对于第二逆变电感L4，磁芯损耗相对较小，线损会相对较大，例如采用铜线时铜损相对较大，而第一逆变电感L2则相反，线损会相对较小，例如采用铜线时铜损相对较小，磁损会相对较大。
当空载或小功率负载时需求电流小，即需要逆变模块输出的电流小，在电流小的情况下线损会相对较小，磁损占主导，因此应选择使用磁损相对较小的逆变模块，即第二逆变模块20，这样，采用第二逆变模块20工作来提供小电流能够有效地减少磁损乃至整个损耗减少。
当大功率负载时需求电流大，即需要逆变模块输出的电流大，在电流大的情况下磁损会相对较小，线损占主导，因此应选择使用线损相对较小的逆变模块，即第一逆变模块10，这样，采用第一逆变模块10工作来提供大电流能够有效地减少线损乃至减少整个损耗。
又进一步地，在其中一个实施例中，第一逆变模块10的开关管的导通电流大于第二逆变模块20的开关管的导通电流。即第一逆变模块10的开关管Q9、Q10、Q11、Q12所采用的晶圆比第二逆变模块20的开关管Q13、Q14、Q15、Q16所采用的晶圆大。在其中一个实施例中，开关管Q9、Q10、Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16均为IGBT。
其中，如下述公式(7)和公式(8)：
式中，C为电容量，ε为介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离，Pdrv为开关损耗，Ciss为开关管输入电容，Vdrv为驱动电压，fsw为开关频率。
根据公式(7)和公式(8)可知，开关管Q13、Q14、Q15、Q16的晶圆更小，相当于极板面积S小，则输入电容Ciss也小，故由公式(8)可知，开关损耗Pdrv也小。即第二逆变模块20的开关损耗相对较小，第一逆变模块10的开关损耗则相对较大。
当空载或小功率负载时需求电流小，即需要逆变模块输出的电流小，导通损耗为开关管导通电压与电流的乘积，在电流小的情况下导通损耗会相对较小，开关损耗占主导，因此应选择使用开关损耗相对较小的逆变模块，即第二逆变模块20，这样，采用第二逆变模块20工作来提供小电流能够有效地减少磁损乃至整个损耗减少。
结合图5，在其中一个实施例中，DC/DC模块60包括第三逆变桥、第四逆变桥、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、变压器T1、第三电感L3，变压器T1的第一端连接第三逆变桥，第二端连接第四逆变桥，第二电容C2连接在变压器T1的第二端与第四逆变桥之间，第三电感L3连接在变压器T1的第二端与第四逆变桥之间；第一电容C1并联在第三逆变桥的两端，第三电容C3并联在第四逆变桥的两端。
第三逆变桥包括并联连接的第五开关管支路和第六开关管支路，第四逆变桥包括并联连接的第七开关管支路和第八开关管支路，第五开关管支路包括串联连接的开关管Q1和开关管Q3，第六开关管支路包括串联连接的开关管Q2和开关管Q4，第七开关管支路包括串联连接的开关管Q5和开关管Q7，第八开关管支路包括串联连接的开关管Q6和开关管Q8，开关管Q1、Q2、Q3、Q4的控制端分别串联电阻R1、R2、R3、R4后连接至第三驱动单元44，开关管Q5、Q6、Q7、Q8的控制端分别串联电阻R5、R6、R7、R8后连接至第四驱动单元45。
本发明具体实施例提出的储能电源及其逆变电路，在接入大功率负载时，采用第一逆变模块10工作，在接入小功率负载或者空载时，采用第二逆变模块20工作，如图2所示实施例的储能电源及其逆变电路的具体的工作原理是：电路开始工作时，初始默认控制第一逆变模块10工作，即MCU 41发出驱动信号和使能信号高电平“1”让第一驱动单元42工作，从而使第一驱动单元42输出第一驱动信号驱动第一逆变模块10工作；然后电流采样子模块31和电压采样子模块32分别对第一逆变模块10的输出电流值和输出电压值进行检测，并将该第一逆变模块10的输出电流值和输出电压值传回给MCU 41，MCU 41计算出此时的第一逆变值(即根据电流值和电压值计算出第一逆变模块10的输出功率值)的大小，当根据对第一逆变值与预设阈值的对比判定为接入大功率负载时，MCU 41持续发出驱动信号和使能信号高电平“1”让第一驱动单元42工作，使第一驱动单元42输出第一驱动信号驱动第一逆变模块10持续工作；当根据对第一逆变值与预设阈值的对比判定为接入小功率负载或者空载时，MCU 41发出驱动信号和使能信号低电平“0”让第二驱动单元43工作，从而进行切换，使第二驱动单元43输出第二驱动信号驱动第二逆变模块20工作；当根据对第二逆变值与预设阈值的对比判定为接入大功率负载时，MCU 41又可以发出驱动信号和使能信号低电平“1”让第一驱动单元42工作，从而又进行切换，使第一驱动单元42输出第一驱动信号驱动第一逆变模块10工作。具体地，接入大功率负载和小功率负载的区分可按照满功率(储能电源的额定功率)的四分之一划分，如满功率1800W，则大功率段为450W～1800W，小功率段为0～450W，即预设阈值可设置为450W，也可依据设计需要调整。
在上述具体实施例中，一方面，在接入小功率负载时，第二逆变模块20的第二逆变电感L4的电感量大，则需线圈匝数多、线细，铜线阻抗Rline会相对较大，即线损相对较大，磁损相对较小，但空载或接入小功率负载所需的电流小，此时线损会相对较小，因此磁损占主导，故接入小功率负载时让第二逆变模块20工作可以减小磁损从而减小整体损耗；而当接入大功率时，第一逆变模块10的第一逆变电感L2的电感量小，则需线圈匝数少、线粗，铜线阻抗Rline相对较小，即线损相对较小，磁损相对较大，接入大功率负载所需的电流大，此时线损会相对较大，因此线损占主导，故接入大功率负载时让第一逆变模块10工作可以减小线损从而减小整体损耗。另一方面，在小功率时，逆变模块工作时的导通损耗为开关管的导通电压与电流的乘积，而电流小，导通损耗则小，故开关损耗占主导，当第一逆变模块的开关管的导通电流大于第二逆变模块的开关管的导通电流时，第二逆变模块的开关损耗比第一逆变模块的开关损耗相对较小，在接入小功率负载或需要输出小电流时使第二逆变模块20工作可以减小开关损耗。
综上所述，当检测到接入的为小功率负载或空载时，驱动第二逆变模块20工作，通过减小磁芯损耗和开关损耗来弥补小功率、空载的工况下使用同一级逆变带来的缺陷。从而实现以下两点：一是在小功率充放电时，逆变的转换效率与大功率不相上下或比大功率的转换效率更高，即在一定的电池PACK容量前提下，放电时能放出到负载端的电量与大功率不相上下或比大功率的更多，或充电时输入源需要输入电量与大功率不相上下或比大功率更少电量就能充满；二是打开AC放电且空载时，待机功耗小；进而实现电量的高利用。
其中在另一具体实施例中，逆变输出采样模块也可以仅包括电流采样子模块31，而不包括电压采样子模块32，此时，第一逆变值为电流采样子模块31采集的第一逆变模块10的输出电流值，第二逆变值为电流采样子模块31采集的第二逆变模块20的输出电流值。此时第一逆变值对应为第一逆变模块10的电流值或功率值(通常储能电源输出电压为恒定电压，根据电流值以及恒定电压值可计算出功率值)，以第一逆变值为电流值为例，当根据对第一逆变值与预设阈值的对比在判定为接入大电流负载时，MCU 41持续发出驱动信号和使能信号高电平“1”让第一驱动单元42工作，使第一驱动单元42输出第一驱动信号驱动第一逆变模块10持续工作；当根据对第一逆变值与预设阈值的对比判定为接入小电流负载或者空载时，MCU 41发出驱动信号和使能信号低电平“0”让第二驱动单元43工作，从而进行切换，使第二驱动单元43输出第二驱动信号驱动第二逆变模块20工作；当根据对第二逆变值与预设阈值的对比判定为接入大功率负载时，MCU 41又可以发出驱动信号和使能信号低电平“1”让第一驱动单元42工作，从而又进行切换，使第一驱动单元42输出第一驱动信号驱动第一逆变模块10工作。其中，区分接入大电流负载还是小电流负载，也可以按照额定电流的四分之一划分。该具体实施例的工作原理和效果同上，在此不再赘述。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不是由其他人描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“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须针对的是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。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (8)

1.一种逆变电路，其特征在于，包括第一逆变模块、第二逆变模块、逆变输出采样模块和控制模块；
所述第一逆变模块与所述逆变输出采样模块连接，所述逆变输出采样模块与所述控制模块连接，所述逆变输出采样模块用于采集所述第一逆变模块的输出值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变模块的输出值获得第一逆变值；
所述控制模块还分别与所述第一逆变模块和所述第二逆变模块连接，所述控制模块还用于输出第一驱动信号以驱动所述第一逆变模块工作，并在所述第一逆变值小于预设阈值时，停止输出所述第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动所述第二逆变模块工作；
所述第一逆变模块和所述第二逆变模块并联连接，其中：
所述第一逆变模块包括相互连接的第一逆变桥和第一逆变电感，所述逆变输出采样模块与所述第一逆变电感连接，所述逆变输出采样模块用于采集所述第一逆变电感的输出值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变电感的输出值获得所述第一逆变值；
所述第二逆变模块包括相互连接的第二逆变桥和第二逆变电感，所述控制模块还分别与所述第一逆变桥和所述第二逆变桥连接，所述控制模块还用于输出第一驱动信号以驱动所述第一逆变桥工作，并在所述第一逆变值小于预设阈值时，停止输出所述第一驱动信号并输出第二驱动信号以驱动所述第二逆变桥工作；
且所述第一逆变电感的电感量小于所述第二逆变电感的电感量。
2.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述第一逆变模块的开关管的导通电流大于所述第二逆变模块的开关管的导通电流。
3.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变输出采样模块包括电流采样子模块，所述电流采样子模块分别与所述第一逆变模块和所述控制模块连接，所述电流采样子模块用于采集所述第一逆变模块的输出电流值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变模块的输出电流值获得所述第一逆变值。
4.根据权利要求3所述的逆变电路，其特征在于，所述输出采样模块还包括电压采样子模块，所述电压采样子模块分别与所述第一逆变模块和所述控制模块连接，所述电压采样子模块用于采集所述第一逆变模块的输出电压值并反馈给所述控制模块，所述控制模块用于根据所述第一逆变模块的输出电流值和所述第一逆变模块的输出电压值获得所述第一逆变值。
5.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变输出采样模块还与所述第二逆变模块连接，所述逆变输出采样模块还用于采集所述第二逆变模块的输出值并反馈给所述控制模块，所述控制模块还用于根据所述第二逆变模块的输出值获得第二逆变值，并在所述第二逆变值大于等于预设阈值时，停止输出所述第二驱动信号并输出所述第一驱动信号以驱动所述第一逆变模块工作。
6.根据权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，所述逆变电路还包括逆变电容，所述逆变电容分别与所述第一逆变模块和所述第二逆变模块连接。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的逆变电路，其特征在于，所述第一逆变值为所述第一逆变模块的输出电流值或所述第一逆变模块的输出功率值。
8.一种储能电源，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任意一项所述的逆变电路。
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