一种单相并网逆变器拓扑结构制造技术

一种单相并网逆变器拓扑结构，电源Vin的正极分别与第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极连接，第一功率管S1的源极与电感L1的一端、电容C1的一端连接，电感L1的另一端与电源Vin的负极连接，电容C1的另一端与第二功率开关S2的漏极以及公共部分连接，第二功率开关S2的源极与电源Vin负极连接；第三功率管S3的源极与电感L2的一端、电容C2的一端连接，电感L2的另一端与电源Vin的负极连接，电容C2的另一端与第四功率开关S4的漏极以及公共部分连接，第四功率开关S4的源极与电源Vin负极连接。本实用新型专利技术拓扑结构只利用占空比和两组电容电感，完成了直流到交流的升降压。

Topology of single phase grid connected inverter

A single-phase grid connected inverter topology, drain, drain pipe connecting third power switch S3 the positive power supply Vin respectively with the first power switch S1, S1 power source end of the first tube end, pole and inductance L1 capacitor C1 connection, and the other end of the anode power supply Vin inductance L1 connection the drain and the other end of the second S2 capacitor C1 power switch and second power switch part is connected with the public, the source of S2 is connected with the power supply of Vin anode; one end of the third power source S3 tube end, pole and inductance L2 capacitor connected to the C2, and the other end of the anode power supply Vin inductor L2 connected to the drain the other end is connected with the power switch fourth S4 capacitor C2 and the public part of the fourth power switch connection, the source of S4 is connected with the power supply of Vin anode. The topological structure of the utility model only uses the duty ratio and the two sets of capacitor inductance to complete the ups and downward pressure of the DC to the AC.

【技术实现步骤摘要】
一种单相并网逆变器拓扑结构
本技术一种单相并网逆变器拓扑结构，涉及新能源发电并网

技术介绍
随着化石燃料的快速消耗，以及由此而带来的环境污染日益加剧。可再生能源的开发以及利用越来越引起人们广泛的注意。而在新能源发电并网过程中，需要使用到DC-AC变换器(逆变器)，而变换器需要接入不同的直流电压等级作为输入。而DC-AC逆变器通常工作在降压条件下，如果需要输出电压大于输出电压，就需要用到buck-boost逆变器，这就要求使用一个中间功率阶段或者变压器，这样使用这个电路的DC-AC变换器就会很复杂。一是拓扑结构会变复杂，二是变换器体积会增大。同时，在并网时必须要考虑到逆变器的输出需与电网保持同频、同相，这就对相应的锁相环技术提出了更高的要求，需要利用新技术解决谐波问题，保证分布式发点接入电网稳定运行。
技术实现思路
本技术提供一种单相并网逆变器拓扑结构，所述拓扑结构只利用占空比和两组电容电感，完成了直流到交流的升降压；该方法可以检测出实际的相位，且兼顾系统的动态性能和稳定性。本技术采取的技术方案为：一种单相并网逆变器拓扑结构，DC/AC逆变器包括电源Vin、电感Lf、电容Cf、负载电阻R0；第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3、第四功率开关S4；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；电容C1、电容C2、电感L1、电感L2；电源Vin的正极分别与第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极连接，第一功率管S1的源极与电感L1的一端、电容C1的一端连接，电感L1的另一端与电源Vin的负极连接，电容C1的另一端与第二功率开关S2的漏极以及公共部分连接，第二功率开关S2的源极与电源Vin负极连接；第三功率管S3的源极与电感L2的一端、电容C2的一端连接，电感L2的另一端与电源Vin的负极连接，电容C2的另一端与第四功率开关S4的漏极以及公共部分连接，第四功率开关S4的源极与电源Vin负极连接；公共部分由电感Lf和电容Cf组成的高频滤波器和负载电阻R0组成，电感Lf的一侧与电容C1的另一端连接，电感Lf的另一侧与电容Cf的一端以及负载电阻R0的一端连接，电容Cf的一端与电感Lf连接，电容Cf的另一侧与电容C2的另一端以及负载电阻R0的另一端连接。一种单相并网逆变器拓扑结构控制方法，第一功率开关管S1和第三功率开关管S3为一对，第四功率开关管S4和第二功率开关管S2为一对；在t1时刻前，当S1，S4导通，之后电感L1开始充电，电感L2开始放电，电容C2开始充电，电容C1开始放电，输出电压为Ud；t1时刻S3、S4栅极信号反向，电流不能突变，S3不能立即导通，D3导通续流，因为S1和D3同时导通，所以输出电压为零；到t2时刻S1、S2的栅极信号反向，S1截止，而S2不能立刻导通，D2导通续流，和S3构成电流通道，L1开始放电，C1开始充电，L2开始充电，C2开始放电，输出电压为-Ud，到负载电流为零之后并开始反向时，D2和D3截止，S2和S3导通，输出电压仍为-Ud；t3时刻S3、S4栅极信号再次反向，S3截止，而S4不立即导通，D4导通续流，输出电压再次为零；以后的过程和前面类似；通过对占空比的控制，以及各个时刻两组电容C1、C2两组电感L1、L2的充放电的电压大小进行控制，实现电压的升降，变换器可以完成输入为直流到交流的变换。本技术一种单相并网逆变器拓扑结构，优点在于：1：本技术提供的逆变器，采用无变压器结构，体积小，可靠性高；变换器能耗小，利用两组开关单元和两组电压电感完成了升降压，利用占空比可以获得比直流输入更高的交流输出。2：本技术拓扑结构，只利用占空比和两组电容电感完成了直流到交流的升降压。3：本技术用了一种基于同步旋转坐标变换的单相锁相环新算法，可以检测出实际的相位，且兼顾系统的动态性能和稳定性。4：本技术采用了PR控制，系统具有更好的抗点网电压扰动性能。附图说明图1为本技术的总体结构框图。图2为本技术的变换器拓扑结构图。图3为本技术的单相锁相环新算法框图。图4为本技术的并网逆变器控制结构图。图5为本技术的开关切换时间表图。具体实施方式一种单相并网逆变器拓扑并网框架图，如图1所示。DC/AC逆变器的输入端与分布式电源连接，DC/AC逆变器的输出端与电网连接、在DC/AC逆变器的输入输出端都有电压电流检测装置，电压电流检测装置与逆变器控制系统连接。DC/AC逆变器包含两个电感、两个电容、四个功率开关、四个二极管、高频滤波器组成，变换器结构如图2所示。所述并网方法为直接采样公共电网电压，实际并网电流和电网前馈电压，将这些采样值作为控制基准一起送给DSP，由DSP根据一种基于同步旋转坐标变换的单相锁相环新算法计算并输出PWM信号，分别驱动逆变桥的四只功率开关工作，逆变器输出的并网电流将会较好地跟踪参考电流，并始终与电网电压保持同频同相，从而实现可再生能源以高功率因数回馈电网。其中DSP采用TMS320LF2407为主控制芯片，具有处理能力更好、外设集成度更高、存储器容量更大、A/D转换速度更快等特点。电压电流采样模块均采用来自LEM公司的电压电流传感器进行采样。如图2所示，一种单相并网逆变器拓扑结构，DC/AC逆变器包括电源Vin、电感Lf、电容Cf、负载电阻R0。第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3、第四功率开关S4；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；电容C1、电容C2、电感L1、电感L2；电源Vin的正极分别与第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极连接，第一功率管S1的源极与电感L1的一端、电容C1的一端连接，电感L1的另一端与电源Vin的负极连接，电容C1的另一端与第二功率开关S2的漏极以及公共部分连接，第二功率开关S2的源极与电源Vin负极连接；第三功率管S3的源极与电感L2的一端、电容C2的一端连接，电感L2的另一端与电源Vin的负极连接，电容C2的另一端与第四功率开关S4的漏极以及公共部分连接，第四功率开关S4的源极与电源Vin负极连接；公共部分由电感Lf和电容Cf组成的高频滤波器和负载电阻R0组成，电感Lf的一侧与电容C1的另一端连接，电感Lf的另一侧与电容Cf的一端以及负载电阻R0的一端连接，电容Cf的一端与电感Lf连接，电容Cf的另一侧与电容C2的另一端以及负载电阻R0的另一端连接。一种单相并网逆变器拓扑结构控制方法，第一功率开关管S1和第三功率开关管S3为一对，第四功率开关管S4和第二功率开关管S2为一对。在t1时刻前，可视作t0时刻，当S1，S4导通，之后电感L1开始充电，电感L2开始放电，电容C2开始充电，电容C1开始放电，输出电压为Ud。t1时刻S3、S4栅极信号反向，电流不能突变，S3不能立即导通，D3导通续流，因为S1和D3同时导通，所以输出电压为零。到t2时刻S1、S2的栅极信号反向，S1截止，而S2不能立刻导通，D2导通续流，和S3构成电流通道，L1开始放电，C1开始充电，L2开始充电，C2开始放电，输出电压为-Ud，到负载电流为零之后并开始反向时，D2和D3截止，S2和S3导通，输出电压仍为-Ud。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相并网逆变器拓扑结构，其特征在于：DC/AC逆变器包括电源Vin、电感Lf、电容Cf、负载电阻R0；第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3、第四功率开关S4；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；电容C1、电容C2、电感L1、电感L2；电源Vin的正极分别与第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极连接，第一功率管S1的源极与电感L1的一端、电容C1的一端连接，电感L1的另一端与电源Vin的负极连接，电容C1的另一端与第二功率开关S2的漏极以及公共部分连接，第二功率开关S2的源极与电源Vin负极连接；第三功率管S3的源极与电感L2的一端、电容C2的一端连接，电感L2的另一端与电源Vin的负极连接，电容C2的另一端与第四功率开关S4的漏极以及公共部分连接，第四功率开关S4的源极与电源Vin负极连接；公共部分由电感Lf和电容Cf组成的高频滤波器和负载电阻R0组成，电感Lf的一侧与电容C1的另一端连接，电感Lf的另一侧与电容Cf的一端以及负载电阻R0的一端连接，电容Cf的一端与电感Lf连接，电容Cf的另一侧与电容C2的另一端以及负载电阻R0的另一端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种单相并网逆变器拓扑结构，其特征在于：DC/AC逆变器包括电源Vin、电感Lf、电容Cf、负载电阻R0；第一功率开关S1、第二功率开关S2、第三功率开关S3、第四功率开关S4；第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；电容C1、电容C2、电感L1、电感L2；电源Vin的正极分别与第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极连接，第一功率管S1的源极与电感L1的一端、电容C1的一端连接，电感L1的另一端与电源Vin的负极连接，电容C1的另一端与第二功率开关S2的漏极以及公共...

【专利技术属性】
技术研发人员：程江洲，张迪，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42