CN214480326U - 一种dc-ac逆变器的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种DC‑AC逆变器的电路，属于新能源光伏发电系统技术领域。其包括五个开关管、五个二极管、第一电感及第二电感；所述五个二极管分别反并联连接在对应所述的五个开关管的两端，分别组成五个开关管组件；所述第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件、第五开关管组件、第一电感及第二电感通过导线连接构成一个控制回路；本实用新型仅需要5个开关管组件，在保持高效率的前提下可降低逆变器的体积。具有结构简单、性能可靠、EMI特性好、体积小，并能保证发电系统转换效率高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种DC-AC逆变器，尤其是一种逆变器的电路结构，属于新能源光伏发电系统技术领域。
背景技术
DC-AC逆变器作为光伏发电系统的核心器件，直接影响光伏发电系统的转换效率。DC-AC逆变器可以将直流电转换为交流电，新能源发电行业比较普遍的做法是将PV、电池和经过整流处理后的风力等直流电转换为交流电进行并网处理。DC-AC逆变器对发电系统极其关键，它决定了整个发电系统的转换效率，体积等；寻求高效，小巧的DC-AC拓扑成为行业共同努力的方向。专利CN 102474200 B给出了一种含六个开关管的拓扑，在H4的基础上，并在两个桥臂中点增加一组双向开关用于提供零电平续流回路，此为行业较佳应用拓扑。为了提升效率，该种结构的逆变器需要6个开关管组件，造成电路板尺寸偏大，从而影响逆变器整机体积。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种DC-AC逆变器的电路，该种电路结构仅需5个开关管，且有独立的续流回路，在保持高效率的前提下，减少了开关管的使用，从而降低逆变器整机体积。
按照本实用新型提供的技术方案：一种DC-AC逆变器的电路，其包括五个开关管、五个二极管、第一电感及第二电感；所述五个二极管分别反并联连接在对应所述的五个开关管的两端，分别组成为第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件及第五开关管组件；所述第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件、第五开关管组件、第一电感及第二电感通过导线连接构成一个控制回路；
所述第五开关管组件包括第五开关管及第五二极管，所述第五二极管反并联第五开关管，第五二极管负极连接第五开关管的集电极，第五二极管正极连接第五开关管的发射极。
作为本实用新型的进一步改进，所述DC-AC逆变换器的电路还包括：直流母线电容及滤波电容，其电路元器件连接关系如下：
所述第五开关管组件包括第五开关管，所述第五开关管的集电极通过导线与BUS+相连，所述第五开关管的发射极通过导线分别与第三开关管的集电极、第一电感的一端及第二电感的一端相连；所述第三开关管的发射极通过导线与所述第四开关管的发射极相连；所述第一电感的另一端通过导线分别与所述第一开关管的集电极及滤波电容的一端相连，所述滤波电容的另一端通过导线分别与第二开关管的集电极及第二电感的另一端相连；所述第二开关管的发射极通过导线分别与所述第一开关管的发射极、所述第四开关管的发射极及BUS-相连；BUS-通过导线与一组直流母线电容负极相连；所述直流母线电容负极通过导线与BUS+相连，从而构成一个控制回路。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件及第五开关管组件结构相同。
作为本实用新型的进一步改进，所述滤波电容并联在第一电感与所述第一开关管及第二电感与第二开关管之间，滤波电容为交流输出。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管为IGBT或MOS管。
本实用新型与现有技术相比其特点和优势主要表现在：
本实用新型由于采用五个二极管分别反并联连接在对应的五个开关管的两端，并配有两个电感，一组直流母线电容，根据需要可在电网Vgrid的两端并联一定的滤波电容用于滤除电网的纹波。与本行业常用拓扑相比，该种电路结构仅需5个开关管，且有独立的续流回路，在保持高效率的前提下，减少了开关管的使用，从而降低逆变器整机体积；具有结构简单、性能可靠、EMI特性好、体积小，并能保证发电系统转换效率高的特点。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构原理图。
附图标记说明：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、一组直流母线电容C1、滤波电容C2、第一电感L1及第二电L2。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示，所述一种DC-AC逆变器的电路，包括五个开关管及五个二极管；所述五个二极管分别为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4及第五二极管D5；所述五个开关管分别为第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4及第五开关管Q5。所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D1及第五二极管D5分别反并联连接在对应所述的第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4及第五开关管Q5的两端，分别组成为第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件及第五开关管组件。
优选地，所述第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件及第五开关管组件结构相同。
如图1所示，
所述第五开关管组件包括第五开关管Q5及第五二极管D5，所述第五二极管D5反并联在第五开关管Q5的两端，第五二极管负极连接第五开关管Q5的集电极，第五二极管正极连接第五开关管Q5的发射极。
所述DC-AC逆变换器的电路还包括：第一电感L1、第二电感L2、直流母线电容C1及滤波电容C2，其电路元器件连接关系如下：
所述第五开关管组件包括第五开关管Q5，所述第五开关管Q5的集电极通过导线与BUS+相连，所述第五开关管Q5的发射极通过导线分别与第三开关管Q3的集电极、第一电感L1的一端及第二电感L2的一端相连；所述第三开关管Q3的发射极通过导线与所述第四开关管Q4的发射极相连；所述第一电感L1的另一端通过导线分别与所述第一开关管Q1的集电极及滤波电容C2的一端相连，所述滤波电容C2的另一端通过导线分别与第二开关管Q2的集电极及第二电感L2的另一端相连；所述第二开关管Q2的发射极通过导线分别与所述第一开关管Q1的发射极、所述第四开关管Q4的发射极及BUS-相连；BUS-通过导线与一组直流母线电容C1负极相连；所述直流母线电容C1负极通过导线与BUS+相连，从而构成一个控制回路。
优选地，所述滤波电容C2并联在第一电感L1与所述第一开关管Q1及第二电感L2与第二开关管Q2之间，滤波电容C2为交流输出。
优选地，所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3、所述第四开关管Q4、所述第五开关管Q5为IGBT或MOS管。
所述第一开关管Q1的基极、所述第二开关管Q2的基极、所述第三开关管Q3的基极、所述第四开关管Q4的基极及所述第五开关管Q5的基极悬空。
各个工作模态电流流向为：
第一工作模态：有功电流路径为BUS+→第五开关管Q5→第一电感L1→滤波电容C2→第二开关管Q2→BUS-；当需要发无功时，无功电流路径相应为BUS-→第二二极管D2→滤波电容C2→. 第一电感L1→第五二极管D5→BUS+；
第二工作模态：有功电流路径为第一电感L1→滤波电容C2→第二开关管Q2→第四开关管Q4→第三二极管D3→第一电感L1；当需要发无功时，无功电流路径相应为第一电感L1→第三开关管Q3→第四二极管D4→第二二极管D2→滤波电容C2→第一电感L1；
第三工作模态：有功电流路径为BUS+→第五开关管Q5→第二电感L2→滤波电容C2→第一开关管Q1→BUS-；当需要发无功时，无功电流路径相应为BUS-→第一二极管D1→滤波电容C2→第二电感L2→第五二极管D5→BUS+；
第四工作模态：有功电流路径为第二电感L2→滤波电容C2→第一开关管Q1→第四开关管Q4→第三二极管D3→第二电感L2；当需要发无功时，无功电流路径相应为第二电感L2→第三开关管Q3→第四二极管D4→第一二极管D1→滤波电容C2→第二电感L2。
本实用新型由于采用五个二极管分别反并联连接在对应的五个开关管的两端，并配有两个电感，一组直流母线电容，根据需要可在电网Vgrid的两端并联一定的滤波电容用于滤除电网的纹波。仅需要5个开关管组件，在保持高效率的前提下可降低逆变器的体积。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种DC-AC逆变器的电路，其特征是：包括五个开关管、五个二极管、第一电感L1及第二电感L2；所述五个二极管分别反并联连接在对应所述的五个开关管的两端，分别组成为第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件及第五开关管组件；所述第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件、第五开关管组件、第一电感L1及第二电感L2通过导线连接构成一个控制回路；
所述第五开关管组件包括第五开关管Q5及第五二极管D5，所述第五二极管D5反并联第五开关管Q5，第五二极管负极连接第五开关管Q5的集电极，第五二极管正极连接第五开关管Q5的发射极；
所述DC-AC逆变换器的电路还包括：直流母线电容C1及滤波电容C2，其电路元器件连接关系如下：
所述第五开关管组件包括第五开关管Q5，所述第五开关管Q5的集电极通过导线与BUS+相连，所述第五开关管Q5的发射极通过导线分别与第三开关管Q3的集电极、第一电感L1的一端及第二电感L2的一端相连；所述第三开关管Q3的发射极通过导线与所述第四开关管Q4的发射极相连；所述第一电感L1的另一端通过导线分别与所述第一开关管Q1的集电极及滤波电容C2的一端相连，所述滤波电容C2的另一端通过导线分别与第二开关管Q2的集电极及第二电感L2的另一端相连；所述第二开关管Q2的发射极通过导线分别与所述第一开关管Q1的发射极、所述第四开关管Q4的发射极及BUS-相连；BUS-通过导线与一组直流母线电容C1负极相连；所述直流母线电容C1负极通过导线与BUS+相连构成一个控制回路。
2.如权利要求1所述的一种DC-AC逆变器的电路，其特征是：所述第一开关管组件、第二开关管组件、第三开关管组件、第四开关管组件及第五开关管组件结构相同。
3.如权利要求1所述的一种DC-AC逆变器的电路，其特征是：所述滤波电容C2并联在第一电感L1与所述第一开关管Q1及第二电感L2与第二开关管Q2之间，滤波电容C2为交流输出。
4.如权利要求1所述的一种DC-AC逆变器的电路，其特征是：所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3、所述第四开关管Q4及所述第五开关管Q5为IGBT或MOS管。
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