CN208849691U

CN208849691U - 一种交错并联并网逆变器

Info

Publication number: CN208849691U
Application number: CN201821045837.8U
Authority: CN
Inventors: 肖文勋; 胡建雨; 张波
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2028-07-03

Abstract

本实用新型提供一种交错并联并网逆变器。该逆变器中，直流母线的正极与第一开关管、第二开关管和第三开关管的漏极连接。直流母线的负极与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阳极连接。第一开关管、第二开关管、第三开关管的源极分别与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阴极和第一电感、第二电感、第三电感的一端连接。第一电感的另一端与第四开关管、第五开关管的漏极连接，第二电感的另一端与第六开关管的源极和电网的一端连接，第三电感的另一端与第七开关管的源极和电网的另一端连接。本实用新型电路可用于大功率场合，且并网电流总谐波失真小、无桥臂直通、无开关管体二极管反向恢复问题、可靠性高，可广泛应用于逆变器技术领域。

Description

一种交错并联并网逆变器

技术领域

本实用新型涉及逆变器技术领域，具体涉及一种交错并联并网逆变器。

背景技术

并网逆变器是实现新能源接入电网的重要接口，能够将能量从直流侧传输到电网。现有的并网逆变器通常采用全桥结构，这种结构拓扑简单，控制方案成熟，但由于开关管存在体二极管的反向恢复问题，通常无法工作在连续模式，因此功率等级较低，并且全桥结构存在直通问题。现常用的LCL 滤波器能够更好地抑制电流高频分量，可实现在电感值较单电感L滤波器小得多的情况下达到相同的滤波效果，但其存在三阶系统，易引起输出振荡的特性，系统稳定性低。因此如何提高逆变器功率等级，降低并网电流THD成为本行业人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种交错并联并网逆变器。

本实用新型的一种交错并联并网逆变器电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感、第二电感、第三电感、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、第六开关管、第七开关管。本实用新型电路具体的连接方式为：直流母线的正极与第一开关管、第二开关管和第三开关管的漏极连接。直流母线的负极与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阳极连接。第一开关管、第二开关管、第三开关管的源极分别与第一二极管、第二二极管、第三二极管的阴极和第一电感、第二电感、第三电感的一端连接。第一电感的另一端与第四开关管、第五开关管的漏极连接，第二电感的另一端与第六开关管的源极和电网的一端连接，第三电感的另一端与第七开关管的源极和电网的另一端连接。

与现有技术相比，本实用新型电路具有的优势为：本实用新型电路采用了交错并联的方法提高了系统的功率密度，降低了并网电流的总谐波失真。并且无桥臂直通问题，可靠性高，开关管无反向恢复问题，可减小散热器的体积。

附图说明

图1为一种交错并联逆变器。

图2a~2h为电网电压正负半周内电路模态图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方案进行具体说明，但本实用新型的实施不限于此，需指出的是以下若有未特别详细说明之符号或过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。

本实例的基本拓扑结构如图1所示。一种交错并联并网逆变器，其包括第一二极管VD₁、第二二极管VD₂、第三二极管VD₃、第一电感L₁、第二电感L₂、第三电感L₃、第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇。直流母线的正极与第一开关管S₁、第二开关管S₂和第三开关管S₃的漏极连接。直流母线的负极与第一二极管VD₁、第二二极管VD₂、第三二极管VD₃的阳极连接；第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃的源极分别与第一二极管VD₁、第二二极管VD₂、第三二极管VD₃的阴极和第一电感L₁、第二电感L₂、第三电感L₃的一端连接；第一电感L₁的另一端与第四开关管S₄、第五开关管S₅的漏极连接，第二电感L₂的另一端与第六开关管S₆的源极和电网的一端连接，第三电感L₃的另一端与第七开关管S₇的源极和电网的另一端连接。

为了分析方便，电路结构中的器件均视为理想器件，以并网电流与电网电压同相为例进行分析。

1、在电网电压的正半周，第四开关管S₄、第七开关管S₇持续导通，电路在此阶段的模态图如图2a所示，第一开关管S₁导通，第二开关管S₂导通，直流电源分别通过第一开关管S₁、第一电感L₁、第四开关管S₄、第七开关管S₇和第二电感L₂、第二开关管S₂、第七开关管S₇向电网传递能量。第一电感L₁和第二电感L₂电流线性上升。

第一开关管S₁导通，第二开关管S₂关断，电路在此阶段的模态图如图2b所示，直流电源通过第一开关管S₁、第一电感L₁、第四开关管S₄、第七开关管S₇向电网传递能量。第二电感L₂通过第二二极管VD₂续流，第一电感L₁电流线性上升，第二电感L₂电流线性下降。

第一开关管S₁关断，第二开关管S₂关断，电路在此阶段的模态图如图2c所示，第一电感L₁通过第一二极管VD₁续流，第二电感L₂通过第二二极管VD₂续流，第一电感L₁电流线性下降，第二电感L₂电流线性下降。

第一开关管S₁关断，第二开关管S₂导通，电路在此阶段的模态图如图2d所示，第一电感L₁通过第一二极管VD₁续流，直流电源通过第二电感L₂、第二开关管S₂、第七开关管S₇向电网传递能量，第一电感L₁电流线性下降，第二电感L₂电流线性上升。

2、在电网电压的负半周，第五开关管S₅、第六开关管S₆持续导通，电路在此阶段的模态图如图2e所示，第一开关管S₁导通，第三开关管S₃导通，直流电源分别通过第一开关管S₁、第一电感L₁、第五开关管S₅、第六开关管S₆和第三电感L₃、第三开关管S₃、第六开关管S₆向电网传递能量。第一电感L₁和第三电感L₃电流线性上升。

第一开关管S₁导通，第三开关管S₃关断，电路在此阶段的模态图如图2f所示，直流电源通过第一开关管S₁、第一电感L₁、第五开关管S₅、第六开关管S₆向电网传递能量。第三电感L₃通过第二二极管VD₂续流，第一电感L₁电流线性上升，第三电感L₃电流线性下降。

第一开关管S₁关断，第三开关管S₃关断，电路在此阶段的模态图如图2g所示，第一电感L₁通过第一二极管VD₁续流，第三电感L₃通过第二二极管VD₂续流，第一电感L₁电流线性下降，第三电感L₃电流线性下降。

第一开关管S₁关断，第三开关管S₃导通，电路在此阶段的模态图如图2h所示，第一电感L₁通过第一二极管VD₁续流，直流电源通过第三电感L₃、第三开关管S₃、第六开关管S₆向电网传递能量，第一电感L₁电流线性下降，第三电感L₃电流线性上升。

第一二极管VD₁、第一开关管S₁、第一电感L₁、第四开关管S₄、第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇为一相逆变，第二二极管VD₂、第三二极管VD₃、第二电感L₂、第三电感L₃、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第六开关管S₆、第七开关管S₇为另一相逆变，其中第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃为高频开关管，第二开关管S₂与第三开关管S₃分别工作在电网电压的正负半周第一开关管S₁与第二开关管S₂和第三开关管S₃的驱动信号相差半个周期。

本实用新型电路采用了交错并联的方法，可以提高了系统的功率密度，降低了并网电流的总谐波失真。并且从上述可知，无桥臂直通问题，可靠性高，开关管无反向恢复问题，可减小散热器的体积。

Claims

1.一种交错并联并网逆变器，其特征在于包括第一二极管（VD₁）、第二二极管（VD₂）、第三二极管（VD₃）、第一电感（L₁）、第二电感（L₂）、第三电感（L₃）、第一开关管（S₁）、第二开关管（S₂）、第三开关管（S₃）、第四开关管（S₄）、第五开关管（S₅）、第六开关管（S₆）、第七开关管（S₇）。

2.根据权利要求1所述一种交错并联并网逆变器，其特征在于：直流母线的正极与第一开关管（S₁）、第二开关管（S₂）和第三开关管（S₃）的漏极连接;直流母线的负极与第一二极管（VD₁）、第二二极管（VD₂）、第三二极管（VD₃）的阳极连接；第一开关管（S₁）、第二开关管（S₂）、第三开关管（S₃）的源极分别与第一二极管（VD₁）、第二二极管（VD₂）、第三二极管（VD₃）的阴极和第一电感（L₁）、第二电感（L₂）、第三电感（L₃）的一端连接；第一电感（L₁）的另一端与第四开关管（S₄）、第五开关管（S₅）的漏极连接，第二电感（L₂）的另一端与第六开关管（S₆）的源极和电网的一端连接，第三电感（L₃）的另一端与第七开关管（S₇）的源极和电网的另一端连接。