一种升降压逆变器制造技术

本申请公开了一种升降压逆变器，该升降压逆变器包含输入电源、耦合电感、滤波单元、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关等部件，其中滤波单元由滤波电感、阻尼电阻和滤波电容组成。第一开关与第二开关互补开关，当输入电压大于电网电压且电网电压为正半周时，第三开关常通，第四开关常关，通过调节第一开关占空比，控制电网电流跟踪第一参考电流；其它时刻，第一和第三开关同时高频开关，第二和第四开关同时高频开关，通过调节第一开关占空比，控制电网电流跟踪第二参考电流；此实用新型专利技术可实现升降压变换，消除了非隔离光伏逆变器的共模漏电流，采用单级变换，提高了系统变换效率。提高了系统变换效率。提高了系统变换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种升降压逆变器


[0001]本申请涉及逆变器领域，具体涉及一种升降压逆变器。

技术介绍

[0002]由于非隔离逆变器在光伏组件和电网之间没有隔离，从而可能产生共模漏电流流过光伏组件的对地寄生电容。该共模漏电流会引起电磁干扰，增加系统损耗，甚至对人身安全构成威胁。国内外专家学者对如何抑制非隔离逆变器的共模漏电流展开了一系列卓有成效的研究；常用的方法有：改进调制技术、增加开关器件、增加滤波器和改进控制方法等。但上述方法抑制共模漏电流的效果易受光伏组件对地寄生电容和电路参数变化的影响。
[0003]此外，光伏组件的输出电压通常较低，要求非隔离逆变器能实现升降压变换的功能，传统方法采用两级变换实现升降压，即升压变换器和逆变器级联的方式，降低了系统效率。
[0004]因此，有必要研究能从根本上消除共模漏电流且能实现高效率升降压变换的逆变器拓扑及其控制方法。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供了一种升降压逆变器，旨在解决传统逆变器无法实现升降压变换的问题，消除共模漏电现象，提高光伏逆变器系统的变换效率。
[0006]为了达到上述目的，本申请通过以下技术方案实现：
[0007]一种升降压逆变器，包括：
[0008]输入电源，其负极与电网的负极连接，且所述输入电源的负极和电网的负极共同接地；
[0009]滤波单元，包括滤波电感、阻尼电阻和滤波电容；滤波电感的第一端与电网的正极连接，阻尼电阻的第一端分别与第二开关的第二端和电网的负极连接，阻尼电阻的第二端与滤波电容的第一端连接；
[0010]耦合电感，包括原边绕组和副边绕组；耦合电感的原边绕组的第一端分别与滤波电感的第二端、滤波电容的第二端和耦合电感的副边绕组的第四端连接，第二端分别通过一第三开关、一第一开关与所述输入电源的正极连接，则所述耦合电感的原边绕组与电网、滤波单元、所述输入电源、所述第三开关和所述第一开关，构成第一闭合回路；所述耦合电感的原边绕组与电网、滤波单元、所述第三开关和一第二开关，构成第一续流回路；
[0011]耦合电感的副边绕组的第三端分别通过一第四开关、所述第二开关与电网的负极连接，则所述耦合电感的副边绕组与电网、所述滤波单元、所述第四开关和所述第二开关，构成第二续流回路；
[0012]控制驱动单元，输入端分别与电网、输入电源、所述耦合电感的原边绕组和所述耦合电感的副边绕组连接，输出端分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关连接，用于分别驱动控制各个开关的开闭，来连通各个闭合电路，进而完成电网电
流的调节。
[0013]最优选的，该控制驱动单元还包括：
[0014]传感器系统，输入端分别与电网、输入电源、所述耦合电感的原边绕组和所述耦合电感的副边绕组连接，分别采集电网的电网电压反馈信号、输入电源的电压反馈信号、所述耦合电感的原边绕组的第一电流反馈信号和所述耦合电感的副边绕组的第二电流反馈信号；
[0015]DSP，输入端与所述传感器系统的第一输出端连接，对所述电网电压反馈信号进行电压信号处理，并分别生成所述第一电流参考信号和所述第二电流参考信号；
[0016]控制电路，第一输入端与所述DSP的输出端连接，第二输入端与所述传感器系统的输出端连接，根据所述第一电流参考信号和所述第二电流参考信号，与所述第一电流反馈信号和所述第二电流反馈信号相减后的信号，进行电流比较控制，分别生成第一开关逻辑信号、第二开关逻辑信号、第三开关逻辑信号和第四开关逻辑信号；
[0017]驱动电路，输入端与所述控制电路的输出端连接，输出端分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关连接，分别根据所述第一开关逻辑信号、所述第二开关逻辑信号、所述第三开关逻辑信号和所述第四开关逻辑信号，相应生成第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号，以相应驱动各个开关的开闭。
[0018]最优选的，传感器系统包括：
[0019]电网电压传感器，输入端与电网连接，第一输出端与所述DSP的输入端连接，用于采集所述电网电压反馈信号并传输至所述DSP中；
[0020]输入电压传感器，输入端与所述输入电源连接，第一输出端与所述DSP 的输入端连接，用于采集所述输入电源电压反馈信号并传输至所述DSP中；
[0021]第一电流传感器，输入端与所述变压器的原边绕组连接，输出端与所述控制电路的第二输入端连接，用于采集所述第一电流反馈信号，并传输至所述控制电路中；
[0022]第二电流传感器，输入端与所述变压器的副边绕组连接，输出端与所述控制电路的第二输入端连接，用于采集所述第二电流反馈信号，并传输至所述控制电路中。
[0023]最优选的，数字信号处理器(DSP)包括：
[0024]第一模数转换模块，输入端与所述电网电压传感器的第一输出端连接，对所述电网电压反馈信号进行第一次模数转换，获得第一数字信号；
[0025]锁相环，输入端与所述第一模数转换模块的第一输出端连接，对所述第一数字信号进行数字处理，获得电网的电压相位；
[0026]第二模数转换模块，输入端与所述输入电压传感器的输出端连接，对所述输入电源电压反馈信号进行第二次模数转换，获得第二数字信号；
[0027]第一电流参考计算模块，第一输入端与所述锁相环的第一输出端连接，第二输入端与所述第一模数转换模块的第二输出端连接，根据所述第一数字信号和所述电压相位，进行第一电流参考信号计算，获得第一电流参考数字信号；
[0028]第一数模转换模块，输入端与所述第一电流参考计算模块的输出端连接，对所述第一电流的参考数字信号进行第一次数模转换，获得第一电流参考信号；
[0029]第二电流参考计算模块，第一输入端与所述锁相环的第二输出端连接，第二输入端与所述第一模数转换模块的第三输出端连接，第三输入端与所述第二模数转换模块的输
出端连接，根据所述电压相位、所述第一数字信号和所述第二数字信号，进行第二电流参考信号计算，获得第二参考数字信号；
[0030]第二数模转换模块，输入端与所述第二电流参考计算模块的输出端连接，对所述第二参考数字信号进行第二次数模转换，获得第二电流参考信号。
[0031]最优选的，驱动电路还包括：第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路和第四驱动电路，其输出端分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关连接。
[0032]最优选的，控制电路包括：
[0033]第一比较器，第一输入端与所述电网电压传感器的第二输出端连接，第二输入端与所述输入电压传感器的第二输出端连接，将所述输入电源电压反馈信号与所述电网电压反馈信号进行比较，获得第一模式选择信号；
[0034]第二比较器，输入端与所述电网电压传感器的第三输出端连接，将所述电网电压反馈信号与地进行比较，获得第二模式选择信号；
[0035]第一反相器，输入端与所述第一比较器的第一输出端连接，获得第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降压逆变器，其特征在于，包含：输入电源，其负极与电网的负极连接，且所述输入电源的负极和电网的负极共同接地；滤波单元，包括滤波电感、阻尼电阻和滤波电容；滤波电感的第一端与电网的正极连接，阻尼电阻的第一端分别与第二开关的第二端和电网的负极连接，阻尼电阻的第二端与滤波电容的第一端连接；耦合电感，包括原边绕组和副边绕组；耦合电感的原边绕组的第一端分别与滤波电感的第二端、滤波电容的第二端和耦合电感的副边绕组的第四端连接，第二端分别通过一第三开关、一第一开关与所述输入电源的正极连接，则所述耦合电感的原边绕组与电网、滤波单元、所述输入电源、所述第三开关和所述第一开关，构成第一闭合回路；所述耦合电感的原边绕组与电网、滤波单元、所述第三开关和一第二开关，构成第一续流回路；耦合电感的副边绕组的第三端分别通过一第四开关、所述第二开关与电网的负极连接，则所述耦合电感的副边绕组与电网、所述滤波单元、所述第四开关和所述第二开关，构成第二续流回路；控制驱动单元，输入端分别与电网、输入电源、所述耦合电感的原边绕组和所述耦合电感的副边绕组连接，输出端分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关连接，用于分别驱动控制各个开关的开闭，来连通各个闭合电路，进而完成电网电流的调节。2.如权利要求1所述的升降压逆变器，其特征在于，所述控制驱动单元还包括：传感器系统，输入端分别与电网、输入电源、所述耦合电感的原边绕组和所述耦合电感的副边绕组连接，分别采集电网的电网电压反馈信号、输入电源的电压反馈信号、所述耦合电感的原边绕组的第一电流反馈信号和所述耦合电感的副边绕组的第二电流反馈信号；DSP，输入端与所述传感器系统的第一输出端连接，对所述电网电压反馈信号进行电压信号处理，并分别生成所述第一电流参考信号和所述第二电流参考信号；控制电路，第一输入端与所述DSP的输出端连接，第二输入端与所述传感器系统的输出端连接，根据所述第一电流参考信号和所述第二电流参考信号，与所述第一电流反馈信号和所述第二电流反馈信号相减后的信号，进行电流比较控制，分别生成第一开关逻辑信号、第二开关逻辑信号、第三开关逻辑信号和第四开关逻辑信号；驱动电路，输入端与所述控制电路的输出端连接，输出端分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关连接，分别根据所述第一开关逻辑信号、所述第二开关逻辑信号、所述第三开关逻辑信号和所述第四开关逻辑信号，相应生成第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号，以相应驱动各个开关的开闭。3.如权利要求2所述的升降压逆变器，其特征在于，所述传感器系统包括：电网电压传感器，输入端与电网连接，第一输出端与所述DSP的输入端连接，用于采集所述电网电压反馈信号并传输至所述DSP中；输入电压传感器，输入端与所述输入电源连接，第一输出端与所述DSP的输入端连接，用于采集所述输入电源电压反馈信号并传输至所述DSP中；第一电流传感器，输入端与原边绕组连接，输出端与所述控制电路的第二输入端连接，用于采集所述第一电流反馈信号，并传输至所述控制电路中；第二电流传感器，输入端与副边绕组连接，输出端与所述控制电路的第二输入端连接，用于采集所述第二电流反馈信号，并传输至所述控制电路中。
4.如权利要求3所述的升降压逆变器，其特征在于，所述DSP包括：第一模数转换模块，输入端与所述电网电压传感器的第一输出端连接，对所述电网电压反馈信号进行第一次模数转换，获得第一数字信号；锁相环，输入端与所述第一模数转换模块的第一输出端连接，对所述第一数字信号进行数字处理，获得电网的电压相位；第二模数转换模块，输入端与所述输入电压传感器的输出端连接，对所述输入电源电压反馈信号进行第二次模数转换，获得第二数字信号；第一电流参考计算模块，第一输入端与所述锁相环的第一输出端连接，第二输入端与所述第一模数转换模块的第二输出端连接，根据所述第一数字信号和所述电压相位，进行第一电流参考信号计算，获得第一电流参考数字信号；第一数模转换模块，输入端与所述第一电流参考计算模块的输出端连接，对所述第一电流的参考数字信号进行第一次数模转换，获得第一电流参考信号；第二电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志垒，祁杰，单长磊，蔡亮，何翔宇，周树朋，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：新型
国别省市：