CN209313741U - 一种多机逆变器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多机逆变器电路，其特征在于，包括DC/DC模块和DC/AC模块；DC/DC模块的一端为电源接入端，另一端通过母线连接DC/AC模块；DC/DC模块包括两个串联的buck‑boost电路，第一buck‑boost电路的一端为正极接入点，另一端连接DC/AC模块；第二buck‑boost电路的一端为负极接入点，另一端连接DC/AC模块；DC/AC模块包括至少两个并联连接的三电平或多电平的逆变器电路；逆变器电路的每相输出均通过串联的电感和电容连接N点，所有的逆变器电路的N点相互连接。解决了中小功率逆变器存在直流侧正负母线不平衡的问题，同时能够满足三相五线制的应用要求，无需增加任何电路，降低整个电路的成本。

Description

一种多机逆变器电路

技术领域

本实用新型属于逆变器技术领域，涉及一种多机逆变器电路。

背景技术

离并网逆变器是光伏和储能行业中核心功率变换单元。传统的大功率逆变器电路是采用传统的三相全桥逆变器，一级变换，再配合工频隔离变压器实现整套的逆变器系统。传统的逆变器系统存在共模干扰大，相间不平衡负载能力差，再加上系统需要配合工频变压器才能变换出三相五线制的交流供电系统。而且传统的中小功率逆变器普遍采用高频三电平逆变器，该三电平逆变器存在直流侧正负母线不平衡的问题，为解决此问题，大都采用AC侧N线悬浮的方案或者加正负母线加平衡电路的解决方案，N线悬浮的方案不能满足三相五线制的应用场合，正负母线平衡电路的方法又增加了成本。

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缺点，提供一种多机逆变器电路，解决了中小功率逆变器存在直流侧正负母线不平衡的问题，同时能够满足三相五线制的应用要求，并且较加正负母线平衡电路方法降低了成本。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种多机逆变器电路，包括DC/DC模块和DC/AC模块；

DC/DC模块的一端为电源接入端，另一端通过母线连接DC/AC模块；DC/DC 模块包括两个串联的buck-boost电路，第一buck-boost电路的一端为正极接入点，另一端连接DC/AC模块；第二buck-boost电路的一端为负极接入点，另一端连接DC/AC模块；

DC/AC模块包括至少两个并联连接的三电平或多电平的逆变器电路；逆变器电路的每相输出均通过串联的电感和电容连接N点，所有的逆变器电路的N点相互连接。

本实用新型进一步的改进在于：

第一buck-boost电路和第二buck-boost电路均包括电感、电容和两个开关管；

电感的一端为电源接入端，另一端连接两个开关管；四个开关管串联连接；两个电容串联连接且两端分别连接两个电感的电源接入端；两个电容的串联连接点与第二开关管和第三开关管的串联连接点连接；第一开关管的集电极和第四开关管的发射极与母线连接；第二开关管的发射极与第三开关管的集电极连接。

开关管为IGBT开关管。

三电平的逆变器电路为括I型三电平逆变器电路或T型三电平逆变器电路。

DC/DC模块的电源接入端还设置串联连接点接入点，串联连接点接入点连接 N点。

buck-boost电路为双向buck-boost电路，三电平逆变器电路为I型/T型三电平双向PWM整流逆变器电路。

一种多机逆变器电路，将上述的多机逆变器电路的三电平或多电平的逆变器电路中的钳位二极管采用开关管替代。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过两个对称设置的正负buck-boost电路以及三电平或多电平的逆变器电路，实现了三相五线制的变换，从而省去了工频变压器，电路结构简单，节省成本；同时，该电路还解决了传统逆变器的共模干扰问题，使相间的不平衡负载能力能够达到100％。

进一步的，通过在DC/DC模块的电源接入端设置串联连接点接入点，串联连接点接入点连接N点，使得DC/DC模块的电源接入端可接入一组电池的正负极，也可以接入串联的两组电池的正极、负极以及串联连接点，适应性强。

进一步的，设置buck-boost电路为双向buck-boost电路，三电平逆变器电路为I型/T型三电平双向PWM整流电路，这两种电路都是双向拓扑结构，级联后依然可以进行双向工作，实现AC、DC端口能量的双向流动。

附图说明

图1为本实用新型的多机逆变器电路拓扑图；

图2为本实用新型的三电平的逆变器电路拓扑图。

其中：1-DC/DC模块；2-DC/AC模块；3-第一buck-boost电路；4-第二 buck-boost电路；5-N点；6-第一相；7-第二相；8-第三相；L1、L2、L3、L4、L5和L6均为电感。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1和2，本实用新型一种多机逆变器电路，包括DC/DC模块1和DC/AC 模块2；DC/DC模块1的一端为电源接入端，另一端通过母线连接DC/AC模块 2；DC/DC模块1包括两个串联的buck-boost电路，第一buck-boost电路3的一端为正极接入点，另一端连接DC/AC模块2；第二buck-boost电路4的一端为负极接入点，另一端连接DC/AC模块2；DC/DC模块1的电源接入端还设置串联连接点接入点，串联连接点接入点连接N点5；DC/DC模块1的电源接入端接入一组电池的正负极或接入串联的两组电池的正极、负极以及串联连接点，串联连接点连接，串联连接点接入点。优选的，buck-boost电路为双向buck-boost电路，三电平逆变器电路为I型/T型三电平双向PWM整流逆变器电路；这两种电路都是双向拓扑结构，级联后依然可以进行双向工作，实现AC、DC端口能量的双向流动。

第一buck-boost电路3和第二buck-boost电路4均包括电感、电容和两个开关管；电感的一端为电源接入端，另一端连接两个开关管；四个开关管串联连接；两个电容串联连接且两端分别连接两个电感的电源接入端；两个电容的串联连接点与第二开关管和第三开关管的串联连接点连接；第一开关管的集电极和第四开关管的发射极与母线连接；第二开关管的发射极与第三开关管的集电极连接。其中，开关管为IGBT开关管。

DC/AC模块2包括至少两个并联连接的三电平或多电平的逆变器电路。其中，三电平的逆变器电路可以选择为I型三电平逆变器电路或T型三电平逆变器电路；逆变器电路的每相输出均通过串联的电感和电容连接N点5；其中，DC/AC模块的第一相6输出端通过电感L1和与电感L1串联的电容连接N点5，第二相7输出端通过电感L2和与电感L2串联的电容连接N点5，第三相8输出端通过电感 L3和与电感L3串联的电容连接N点5。所有的逆变器电路的N点5相互连接。

多机逆变器电路的三电平或多电平的逆变器电路中的钳位二极管可以采用 IGBT开关管替代，由于IGBT开关管的可控性，实现更加灵活的控制。

本实用新型单机逆变器电路包括两种应用模式，DC/AC应用模式和AC/DC 应用模式。DC/AC应用模式下，DC/DC模块工作于boost升压模式，DC/AC模块工作于逆变模式。直流电压经DC/DC模块电升压到直流母线电压，而后经由 DC/AC模块，将直流母线电压逆变成交流电压。其中，与DC/DC模块直接连接的逆变器电路用于稳定AC电流或者AC电压；其余并联的逆变器电路负责稳定正负直流母线电压。AC/DC应用模式下，DC/DC模块工作于buck降压模式， AC/DC电路工作于整流模式。交流电压经由AC/DC电路整流成直流母线电压，再经由DC/DC模块将高压直流母线电压降压成低压直流电压。

本实用新型单机逆变器电路的AC侧可以离网或者并网运行：AC侧离网运行时，AC侧不接入市电，直接接交流用电设备，逆变器电路工作于恒压模式，作为恒压源，输出恒定的电压；AC侧并网运行时，AC侧接入市电，逆变器电路工作于恒流模式，作为恒流源，输出恒定电流。所有逆变器电路均负责稳定直流正负母线电压或者电流。

本实用新型单机逆变器电路的N点5可以接入或者不接：N点5接入N线，则为三相五线制，中点固定电位；N点5不接N线，N点5悬浮，正常工作。

通过两个对称设置的正负buck-boost电路以及三电平或多电平的逆变器电路，实现了三相五线制的变换，从而省去了工频变压器，电路结构简单，节省成本；同时，该电路还解决了传统逆变器的共模干扰问题，使相间的不平衡负载能力能够达到100％。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多机逆变器电路，其特征在于，包括DC/DC模块(1)和DC/AC模块(2)；

DC/DC模块(1)的一端为电源接入端，另一端通过母线连接DC/AC模块(2)；DC/DC模块(1)包括两个串联的buck-boost电路，第一buck-boost电路(3)的一端为正极接入点，另一端连接DC/AC模块(2)；第二buck-boost电路(4)的一端为负极接入点，另一端连接DC/AC模块(2)；

DC/AC模块(2)包括至少两个并联连接的三电平或多电平的逆变器电路；逆变器电路的每相输出均通过串联的电感和电容连接N点(5)，所有的逆变器电路的N点(5)相互连接。

2.根据权利要求1所述的多机逆变器电路，其特征在于，所述第一buck-boost电路(3)和第二buck-boost电路(4)均包括电感、电容和两个开关管；

电感的一端为电源接入端，另一端连接两个开关管；四个开关管串联连接；两个电容串联连接且两端分别连接两个电感的电源接入端；两个电容的串联连接点与第二开关管和第三开关管的串联连接点连接；第一开关管的集电极和第四开关管的发射极与母线连接；第二开关管的发射极与第三开关管的集电极连接。

3.根据权利要求2所述的多机逆变器电路，其特征在于，所述开关管为IGBT开关管。

4.根据权利要求1所述的多机逆变器电路，其特征在于，所述三电平的逆变器电路为括I型三电平逆变器电路或T型三电平逆变器电路。

5.根据权利要求1所述的多机逆变器电路，其特征在于，所述DC/DC模块(1)的电源接入端还设置串联连接点接入点，串联连接点接入点连接N点(5)。

6.根据权利要求1所述的多机逆变器电路，其特征在于，所述buck-boost电路为双向buck-boost电路，三电平逆变器电路为I型/T型三电平双向PWM整流逆变器电路。

7.一种多机逆变器电路，其特征在于，将权利要求1所述的多机逆变器电路的三电平或多电平的逆变器电路中的钳位二极管采用开关管替代。