CN201893722U - 逆变器系统和使用逆变器系统的电源老化测试系统 - Google Patents

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梁兆威
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Abstract

本实用新型公开了一种逆变器系统，其包括多个DC-AC逆变器模块、一个隔离变压器和一个PWM模式发生器，其特征在于，所述多个DC-AC逆变器模块的输入端接收电压相同的相应的多个直流输入，所述多个DC-AC逆变器模块的输出端连接到所述一个隔离变压器的初级侧，所述一个隔离变压器的次级侧连接到交流线路，所述一个PWM模式发生器发出的一组控制信号同时输入到所述多个逆变器模块的每个模块。本实用新型所公开的逆变器系统使用一个PWM模式发生器来驱动多个逆变器模块，使用一个高功率的隔离变压器来代替多个低功率的隔离变压器，由此大大降低了逆变器系统的成本，减少了组件的数目，提高了整个设备的效率。

Description

逆变器系统和使用逆变器系统的电源老化测试系统
技术领域
本实用新型涉及一种逆变器系统，更具体地说，涉及具有多个DC-AC(直流-交流)逆变器模块的逆变器系统。
背景技术
目前，能源问题在当今社会中受到越来越多的关注。对于电力系统而言，逆变器是能量回馈过程的核心部分，其可以将来自各种直流源的直流电转换成交流电回馈电网。
举例来说，在电源设备的生产过程中，对电源设备进行老化测试是检验设备的必要环节，由此来提高电源设备的可靠性。为了节省能耗，可以将电源设备的电能通过DC-AC逆变器反馈回电网进行能量的循环利用，从而代替之前将能量消耗在电阻负载上的工作方式。直流源还可以是太阳能板或者风力发电机等其他可以产生直流电的设备。
在将电能反馈回电网的方式中，为了处理更高的功率，一个逆变器系统可以包括多个并行工作的DC-AC逆变器模块。在使用多个并行工作的DC-AC逆变器模块的逆变器系统中，通常会使用多个PWM(脉宽调制)模式发生器产生多组控制信号来分别驱动DC-AC逆变器模块，并且DC-AC逆变器模块的输出端连接各自的隔离变压器，而隔离变压器将变换后的交流电压输出到交流线路上。如图1所示的并网逆变器10的示例中，三个逆变器模块11、12、13各自接收基本上相同的DC电压，并且这三个逆变器模块11、12、13的开关分别由三个PWM模式发生器21、22、23进行驱动。逆变器模块11、12、13各自输出的AC电压被输入到各自的隔离变压器31、32、33中，由此各个隔离变压器将电能分别回馈至电网。在这个示例中，整个系统需要三个PWM模式发生器以及三个隔离变压器。
对于整个能量回馈系统来说，PWM模式发生器的数量越多，整个系统所需的器件就越多，系统成本就会随之增加。同时，由于隔离变 压器的成本在整个系统中所占比例较大，因此隔离变压器的数量对于整个系统的成本有非常大的影响。而且，隔离变压器通常占用很大空间，这可能限制系统中其他设备所能占用的空间，并由此限制了系统的容量。再者，系统的工作效率也可能随着隔离变压器数量的增加而降低。由此可见，目前需要一种成本更低而效率更高的具有多个逆变器模块的逆变器系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对以上缺陷提供一种逆变器系统。
为了实现上述目的，本实用新型公开了一种逆变器系统，其包括多个DC-AC逆变器模块、一个隔离变压器和一个PWM模式发生器，所述多个DC-AC逆变器模块的输入端分别接收各自的直流输入，所述多个DC-AC逆变器模块的输出端连接到所述一个隔离变压器的初级侧，所述一个隔离变压器的次级侧连接到交流线路，所述一个PWM模式发生器发出的一组控制信号同时输入到所述多个逆变器模块的每个模块。由此使得所述多个DC-AC逆变器模块输出相位、电压和电流基本上相同的输出。
此外，上述逆变器系统还包括多个LC(电感电容)滤波器，各个LC滤波器连接到对应的所述逆变器模块的输出端和所述一个隔离变压器的初级侧之间。
在上述逆变器系统中，所述多个逆变器模块的输出并联或串联连接到所述一个隔离变压器的初级侧。
上述逆变器系统中的逆变器模块可以是电压源逆变器模块或电流源逆变器模块。
本实用新型还涉及一种电源老化测试系统，其包括与被测试电源连接的多个DC-DC变换器模块和逆变器系统，其特征在于所述逆变器系统包括多个DC-AC逆变器模块、一个隔离变压器和一个PWM模式发生器，所述多个DC-AC逆变器模块的输入端与所述多个DC-DC变换器模块的输出端分别对应连接，所述多个DC-AC逆变器模块的输出端连接到所述一个隔离变压器的初级侧，所述一个隔离变压器的次级侧连接到交流线路，所述一个PWM模式发生器发出的一组控制信号同时输 入到所述多个逆变器模块的每个模块。
本实用新型所公开的逆变器系统使用一个PWM模式发生器来驱动多个逆变器模块，使用一个高功率的隔离变压器来代替多个低功率的隔离变压器，由此大大降低了逆变器系统的成本，减少了组件的数目，提高了整个设备的效率。对于使用这样的逆变器系统的电源老化测试系统来说，本实用新型增加了整个系统的效率，并且由于减少隔离变压器节省了相当的空间，所以整个系统的容量可以得到增加。
附图说明
本实用新型可以参照附图和说明书被更好地理解。
图1示出了一种现有的逆变器系统的模块框图；
图2示出了根据本实用新型的一种实施方式的模块框图；
图3示出了根据本实用新型的一种实施方式的电路示意图；
图4示出了使用本实用新型的逆变器系统所构成的老化测试系统的示例。
具体实施方式
下文中描述了本实用新型的示例性实施例。
图2示出了使用一个PWM模式发生器和一个隔离变压器的逆变器系统100的框图。如图2所示，逆变器系统包括三个DC-AC逆变器模块111、112和113，它们各自具有电压和电流基本上相同的直流输入Vin1、Vin2、Vin3，它们的输出端与隔离变压器130的初级侧相连，而隔离变压器130的次级侧与AC线路相连。这三个DC-AC逆变器模块可以具有相同的电路拓扑结构。PWM模式发生器120输出的一组控制信号同时输入到三个DC-AC逆变器模块，由此以相同的控制信号驱动三个逆变器模块。这样，DC-AC逆变器模块111、112和113的输出具有基本上相同的电流、电压和相位。这避免了由于三个DC-AC逆变器模块的输出存在不同而在DC-AC逆变器模块之间出现电流，从而避免了DC-AC逆变器模块的损坏。
图2所示的逆变器系统并不限于上述的包括三个DC-AC逆变器模块的情况，还可以包括两个或更多的DC-AC逆变器模块。DC-AC逆 变器模块可以根据需要进行选择，例如电压源逆变器或电流源逆变器。它们可以由全桥逆变器、半桥逆变器等等构成，形成单相或者三相逆变器。
图3示出了应用本实用新型的单相全桥电压源逆变器系统的一种实现方式。在图3中，并联连接的DC-AC逆变器模块211、212、213是全桥电压源逆变器。每个逆变器模块的输入端连接直流输入，输出端连接到隔离变压器230的初级侧。隔离变压器230的次级侧连接到交流线路。从图3可以看出，三个DC-AC逆变器模块具有相同的电路拓扑结构。PWM模式发生器220输出两个控制信号A和B，分别控制各DC-AC逆变器模块的开关元件。如图3所示，PWM模式发生器220输出的控制信号A和B分别连接到各DC-AC逆变器模块的相应开关元件的栅极，来控制开关元件的打开和闭合，从而控制各逆变器模块的输出。由于使用一个PWM发生器发出的控制信号同时控制各个DC-AC逆变器模块的开关元件，因此可以保证三个DC-AC逆变器模块的工作方式完全相同，从而输出相位、电压、电流均基本相同的交流输出，由此避免在三个DC-AC逆变器模块之间存在电流流动，进而防止对逆变器造成损害。
此外，在图3所示的逆变器系统200中还包括LR1-3和CR1-3，它们可以起到低通滤波器的作用，来避免在隔离变压器的初级侧输入高次谐波电压，由此减少对电网的污染。
在图3所示的逆变器系统中，三个DC-AC逆变器模块是并联连接到隔离变压器的初级侧的，它们也可以根据需要串联连接在隔离变压器的初级侧，在此不再赘述。
图3所示的逆变器系统也不限于上述的包括三个DC-AC逆变器模块的情况，还可以包括两个或更多的DC-AC逆变器模块。DC-AC逆变器模块可以根据需要选择各种逆变器。逆变器中的开关元件也可以根据需要进行选择。
图4是使用本实用新型的逆变器系统的老化测试系统的示例性框图，在其中与图2所示的实施例中相同的部分采用了相同的附图标记。如图4所示，被测试电源设备DUT输出直流电压，多路直流电压(图中所示为3路)VDUT1、VDUT2、VDUT3经过多个DC-DC变换器模块341、 342、343变换成符合逆变器系统100的要求的输入电压Vin1、Vin2、Vin3。输入电压经过DC-AC逆变器模块111、112、113之后被输出给AC线路。逆变器系统的工作过程和具体结构可以参见上述参考图2所进行的描述。
本实用新型还可以用作太阳能发电和风力发电的并网逆变器。
尽管已经参照许多特定细节描述了本实用新型，但本领域的普通技术人员将认识到，本实用新型可在不脱离本实用新型的精神的情况下以其它特定形式实施。例如，本实用新型可以包括两个或更多的DC-AC逆变器模块，DC-AC逆变器模块可以根据需要选择各种类型和构造的逆变器，而不限于本说明书中所提到的逆变器类型。因此，本领域的普通技术人员将会理解，本实用新型不受前述说明性细节的限制，而是由所附权利要求限定。

Claims (15)

1.一种逆变器系统，其包括多个DC-AC逆变器模块、一个隔离变压器和一个PWM模式发生器，其特征在于，所述多个DC-AC逆变器模块的输入端接收各自的直流输入，所述多个DC-AC逆变器模块的输出端连接到所述一个隔离变压器的初级侧，所述一个隔离变压器的次级侧连接到交流线路，所述一个PWM模式发生器发出的一组控制信号同时输入到所述多个逆变器模块的每个模块。
2.如权利要求1所述的逆变器系统，其特征在于所述多个DC-AC逆变器模块接收的直流输入具有相同的电压和电流。
3.如权利要求1所述的逆变器系统，其特征在于还包括多个LC滤波器，各个LC滤波器连接到对应的所述多个DC-AC逆变器模块的输出端和所述一个隔离变压器的初级侧之间。
4.如权利要求1所述的逆变器系统，其特征在于所述多个DC-AC逆变器模块的输出端并联或串联连接到所述一个隔离变压器的初级侧。
5.如权利要求1所述的逆变器系统，其特征在于所述逆变器模块是电压源逆变器模块或电流源逆变器模块。
6.如权利要求5所述的逆变器系统，其特征在于所述逆变器模块是全桥逆变器模块或者半桥逆变器模块。
7.如权利要求5所述的逆变器系统，其特征在于所述逆变器模块是单相或三相逆变器模块。
8.如权利要求1所述的逆变器系统，其特征在于所述逆变器系统是并网逆变器系统。
9.一种电源老化测试系统，其包括与被测试电源连接的多个DC-DC变换器模块和逆变器系统，其特征在于所述逆变器系统包括多个DC-AC逆变器模块、一个隔离变压器和一个PWM模式发生器，所述多个DC-AC逆变器模块的输入端与所述多个DC-DC变换器模块的输出端分别对应连接，所述多个DC-AC逆变器模块的输出端连接到所述一个隔离变压器的初级侧，所述一个隔离变压器的次级侧连接到交流线路，所述一个PWM模式发生器发出的一组控制信号同时输入到所述多个逆变器模块的每个模块。
10.如权利要求9所述的电源老化测试系统，其特征在于所述多个DC-DC变换器模块向所述多个DC-AC逆变器模块输出电压和电流相同的直流输出。
11.如权利要求9所述的电源老化测试系统，其特征在于还包括多个LC滤波器，各个LC滤波器连接到对应的所述DC-AC逆变器模块的输出端和所述一个隔离变压器的初级侧之间。
12.如权利要求9所述的电源老化测试系统，其特征在于所述多个DC-AC逆变器模块的输出端并联或串联连接到所述一个隔离变压器的初级侧。
13.如权利要求9所述的电源老化测试系统，其特征在于所述逆变器模块是电压源逆变器模块或电流源逆变器模块。
14.如权利要求13所述的逆变器系统，其特征在于所述逆变器模块是全桥逆变器模块或者半桥逆变器模块。
15.如权利要求13所述的逆变器系统，其特征在于所述逆变器模块是单相或三相逆变器模块。
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