專利名稱：單級串聯(lián)諧振型Buck-Boost逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏逆變器，具體涉及一種單級串聯(lián)諧振型Buck-Boost逆
變器。
背景技術(shù)：
隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的逐步展開，世界各國對能源的需求急劇膨脹，而煤炭、石 油、天然氣三大化石能源日漸枯竭，全球再一次面臨能源危機(jī)。同時，大量使用化石能源對 生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。能源、環(huán)境與發(fā)展已成為當(dāng)今世界亟待解決的問題。因此采用 新能源和可再生能源以逐漸減少和替代化石能源的使用，是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、走經(jīng)濟(jì)社會可 持續(xù)化發(fā)展之路的重大措施，這對于世界尤其是我國是十分迫切的。在今后的20到30年 里，全球的能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性的變化。專家預(yù)測，在下50年里，可再生能源在整個能源 構(gòu)成中會占到50%。雖然目前人類可利用的太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、水能、海洋能等能源形?都可以滿足緩解能源及環(huán)境危機(jī)，但從能源的穩(wěn)定性、數(shù)量、設(shè)備成本、利用條件等諸多因 素考慮，太陽能資源豐富、分布廣泛、可以再生、不污染環(huán)境，是國際社會公認(rèn)的理想替代能 源?？梢灶A(yù)計，在下個世紀(jì)，太陽能將成為能源的重要來源，因此開發(fā)利用太陽能受到越來 越普遍的重視，成為目前各國都在研究的重大課題。隨著光伏發(fā)電的興起和發(fā)展，光伏逆變器作為光伏系統(tǒng)中重要的部件，其研究也 越來越受到人們的重視。研究熱點主要集中于新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究、控制方法的研究及新的 逆變技術(shù)的研究。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究中，很多逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被提出，而各種不同的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)分別應(yīng)用于不同的逆變器技術(shù)中。近年來，AC模塊逆變器得到迅速發(fā)展，因其具有靈活 性高、適應(yīng)大批量生產(chǎn)等特點，出現(xiàn)了大量的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用于AC模塊中。目前，光伏逆變器拓?fù)涞难芯慷枷蛑o湊的設(shè)計、更寬的輸入輸出電壓范圍、更 高效率的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的電壓源型逆變器大都是基于Buck型電路拓?fù)?，只能產(chǎn)生幅值比 輸入直流電壓低的輸出交流電壓。并且往往帶有體積巨大的重型工頻變壓器，因此具有體 積大、噪聲大等缺點，并且逆變效率不高。本實用新型利用Buck-Boost電路結(jié)構(gòu)，并引入串 聯(lián)諧振環(huán)節(jié)，提出了一種新型的光伏逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該逆變器結(jié)構(gòu)緊湊，適用于AC模 塊，并且工作在諧振電感電流不連續(xù)的方式下，因此能實現(xiàn)所有開關(guān)的零電流開通和輔助 開關(guān)的零電流關(guān)斷，大大降低了開關(guān)損耗，提高了系統(tǒng)效率。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型是基于雙Buck-Boost型DC到DC電路提出了一種新型的單級串聯(lián)諧 振型Buck-Boost逆變器，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，無需直流分裂電容，開關(guān)頻率低，通過占空比的 調(diào)節(jié)能產(chǎn)生幅值比輸入直流電壓可高可低的輸出交流電壓，可用于AC模塊。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種單級串聯(lián)諧振型Buck-Boost逆變器，由第一到第 五功率開關(guān)、第一到第二功率二極管、諧振電容、第一到第二諧振電感、負(fù)載電阻和濾波電 感組成，第一功率開關(guān)連接第一諧振電感，第一諧振電感連接第二功率開關(guān)，第二功率開關(guān)連接第一功率二極管，第三功率開關(guān)連接第二諧振電感，第二諧振電感連接第四功率開關(guān)， 第四功率開關(guān)連接第二功率二極管，濾波電感與負(fù)載電阻串聯(lián)連接組成阻抗單元，阻抗單 元與諧振電容并聯(lián)連接，第二功率二極管分別與諧振電容、第一諧振電感、濾波電感、第一 功率開關(guān)連接，第一功率二極管分別與諧振電容、第二諧振電感、負(fù)載電阻、第三功率開關(guān) 連接，第五功率開關(guān)分別與第二功率開關(guān)、第四功率開關(guān)、第一功率二極管、第二功率二極 管連接，第一功率開關(guān)與第三功率開關(guān)連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、無需直流分裂電容、開關(guān)頻率低的優(yōu)點。并且適用 于AC模塊，工作在諧振電感電流不連續(xù)的方式下，能實現(xiàn)所有開關(guān)的零電流開通和輔助開 關(guān)的零電流關(guān)斷，大大降低了開關(guān)損耗，提高了逆變效率。

圖1為本實用新型電路拓?fù)鋱D。其中1、第一功率開關(guān)，2、第二功率開關(guān)，3、第三功率開關(guān)，4、第四功率開關(guān)，5、第 五功率開關(guān)，6、第一諧振電感，7、第二諧振電感，8、第一功率二極管，9、第二功率二極管， 10、諧振電容，11、負(fù)載電阻，12、濾波電感。
具體實施方式
根據(jù)說明書附圖1進(jìn)一步說明一種單級串聯(lián)諧振型Buck-Boost逆變器，由第一到第五功率開關(guān)，第一到第二功 率二極管，諧振電容，第一到第二諧振電感、負(fù)載電阻和濾波電感組成，第一功率開關(guān)連接 第一諧振電感，第一諧振電感連接第二功率開關(guān)，第二功率開關(guān)連接第一功率二極管，第三 功率開關(guān)連接第二諧振電感，第二諧振電感連接第四功率開關(guān)，第四功率開關(guān)連接第二功 率二極管，濾波電感與負(fù)載電阻串聯(lián)連接組成阻抗單元，阻抗單元與諧振電容并聯(lián)連接，第 二功率二極管分別與諧振電容、第一諧振電感、濾波電感、第一功率開關(guān)連接，第一功率二 極管分別與諧振電容、第二諧振電感、負(fù)載電阻、第三功率開關(guān)連接，第五功率開關(guān)分別與 第二功率開關(guān)、第四功率開關(guān)、第一功率二極管、第二功率二極管連接，第一功率開關(guān)與第 三功率開關(guān)連接。本實用新型其主要部分為串聯(lián)諧振功率變換模塊，它由兩個相互獨立并且基本對 稱的橋臂構(gòu)成，其輸出交流電壓的波形由諧振電容在許多開關(guān)周期內(nèi)的準(zhǔn)正弦電壓所合 成，并通過濾波電感濾波得到。這個過程由每個橋臂各工作半個工頻周期交替實現(xiàn)。也就 是說，在合成輸出電壓波形正半周時由左橋臂上的第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)動作，而 合成負(fù)半周時由右橋臂上的第三功率開關(guān)、第四功率開關(guān)和第五功率開關(guān)動作。具體順序 為在輸出電壓的正半周，第三功率開關(guān)、第四功率開關(guān)和第五功率開關(guān)關(guān)斷，輔助開關(guān)第 二功率開關(guān)導(dǎo)通，主開關(guān)第一功率開關(guān)高頻動作；負(fù)半周時，第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān) 關(guān)斷，輔助開關(guān)第四功率開關(guān)導(dǎo)通，主開關(guān)第三功率開關(guān)和第五功率開關(guān)同時高頻動作。整個功率變換過程可以等效為兩個Buck-Boost DC到DC電路，所提逆變器電路工 作于斷續(xù)導(dǎo)電模式，實現(xiàn)了所有開關(guān)的零電流開通和輔助開關(guān)的零電流關(guān)斷，降低了開關(guān) 損耗，提高了逆變效率。
權(quán)利要求一種單級串聯(lián)諧振型Buck Boost逆變器，由第一到第五功率開關(guān)，第一到第二功率二極管，諧振電容，第一到第二諧振電感、負(fù)載電阻和濾波電感組成，其特征在于第一功率開關(guān)連接第一諧振電感，第一諧振電感連接第二功率開關(guān)，第二功率開關(guān)連接第一功率二極管，第三功率開關(guān)連接第二諧振電感，第二諧振電感連接第四功率開關(guān)，第四功率開關(guān)連接第二功率二極管，濾波電感與負(fù)載電阻串聯(lián)連接組成阻抗單元，阻抗單元與諧振電容并聯(lián)連接，第二功率二極管分別與諧振電容、第一諧振電感、濾波電感、第一功率開關(guān)連接，第一功率二極管分別與諧振電容、第二諧振電感、負(fù)載電阻、第三功率開關(guān)連接，第五功率開關(guān)分別與第二功率開關(guān)、第四功率開關(guān)、第一功率二極管、第二功率二極管連接，第一功率開關(guān)與第三功率開關(guān)連接。
專利摘要一種單級串聯(lián)諧振型Buck-Boost逆變器，由第一到第五功率開關(guān)、第一到第二功率二極管、諧振電容、第一到第二諧振電感、負(fù)載電阻和濾波電感組成，第一功率開關(guān)連接第一諧振電感，第一諧振電感連接第二功率開關(guān)，第二功率開關(guān)連接第一功率二極管，第三功率開關(guān)連接第二諧振電感，第二諧振電感連接第四功率開關(guān)，第四功率開關(guān)連接第二功率二極管，濾波電感與負(fù)載電阻串聯(lián)連接組成阻抗單元，阻抗單元與諧振電容并聯(lián)連接，濾波電感與負(fù)載電阻串聯(lián)連接組成阻抗單元，阻抗單元與諧振電容并聯(lián)連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、無需直流分裂電容、開關(guān)頻率低的優(yōu)點，并且適用于AC模塊，降低了開關(guān)損耗，提高了逆變效率。
文檔編號H02M7/537GK201774474SQ20102050536
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者劉暢, 周維來, 張德海, 裴景斌, 鄭文英 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司