專利名稱：一種非隔離型逆變器及其控制方法
一種非隔離型逆變器及其控制方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于有源逆變器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種逆變器，尤其涉及一種非隔離型逆變 器及控制方法。
背景技術(shù)：
逆變器是通過功率半導(dǎo)體器件(例如SCR、GT0, GTR、IGBT或者功率M0SFET)的開 通和關(guān)斷作用把直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的一種電能變換技術(shù)。
光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中常采用帶工頻或高頻變壓器的隔離型光伏并網(wǎng)逆變器，這樣確保 了電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)之間的電氣隔離，從而提供人身保護(hù)并避免了光伏系統(tǒng)和地之間的共模 電流。然而，若采用工頻變壓器，其體積大、重量重且價(jià)格昂貴；若采用高頻變壓器，功率變 換電路將被分成數(shù)級(jí)，使得控制復(fù)雜化，同時(shí)降低了系統(tǒng)效率。
為了克服上述有變壓器的隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)的不足，對(duì)無變壓器的非隔離型逆變器 進(jìn)行了研究。無變壓器的非隔離型單相光伏并網(wǎng)逆變器具有體積小、效率高、價(jià)格低的特 點(diǎn)，其中最突出的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒄麄€(gè)系統(tǒng)的效率提高到97 98%，無變壓器器拓?fù)涞倪@個(gè) 特點(diǎn)對(duì)于發(fā)電成本較高的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)來說具有很大的吸引力，所以在小功率光伏并網(wǎng)系 統(tǒng)中無變壓器的拓?fù)浔粡V泛應(yīng)用。然而，在無變壓器的非隔離型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，電網(wǎng)和光 伏陣列之間存在電氣連接。由于光伏陣列和地之間存在寄生電容，會(huì)產(chǎn)生共模電流(即漏電 流)，這便增加了電磁輻射和安全隱患。因此，采用無變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光伏并網(wǎng)逆變器必 須妥善解決的一個(gè)問題就是如何消除寄生電容形成的回路中所產(chǎn)生的共模電路。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中非隔離型逆變器不能有效抑制共 模電流的不足，提供一種非隔離型并網(wǎng)逆變器及其控制方法，以更好地抑制非隔離型并網(wǎng) 逆變器電路中共模電流的產(chǎn)生。
解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該非隔離型并網(wǎng)逆變器及其控制方法， 包括一直流輸入端、一電容、一第一橋臂單兀、一第二橋臂單兀和一交流輸出端；所述電 容與所述直流輸入端并聯(lián)；所述第一橋臂單元的上端和所述第二橋臂單元的上端與所述電 容的第一端口連接，所述第一橋臂單元的下端和所述第二橋臂單元的下端與所述電容第二 端口連接；所述第一橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管，所述兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，所述兩個(gè)開關(guān)管 的連接處用于與所述交流輸出端的第一端口連接，其中，在負(fù)載電流正半周期，可以使所 述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷；在負(fù)載電流負(fù)半周期，可以使 所述第一橋臂單元的上管開通，所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，用以抑制漏電流。
所述第二橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管和一電感，該兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，連接 處與所述電感第一端口連接，所述電感的第二端口用于與所述交流輸出端的第二端口連 接。
所述第二橋臂單元還可以為至少兩個(gè)，所述第二橋臂單元以并聯(lián)方式連接。并且 各所述第二橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)單元和一電感，所述二開關(guān)單元同向串聯(lián)連接，其連接 處與所述電感第一端口連接，所述電感的第二端口和所述交流輸出端的第二端口連接各所 述開關(guān)單元為一開關(guān)管或一二極管，其中所述開關(guān)單元至少一者為所述開關(guān)管。
所述第二橋臂單元數(shù)目為兩個(gè)，其中一所述第二橋臂單元的上管為所述開關(guān)管， 下管為所述二極管，另一所述第二橋臂單元的上管為所述二極管，下管為所述開關(guān)管，該兩 個(gè)所述第二橋臂單元并聯(lián)連接。
所述的任一一種非隔離型逆變器還包括一控制電路，所述控制電路接受所述輸入 端電壓信號(hào)、所述輸出端電壓信號(hào)以及所述電感電流信號(hào)，輸出所述開關(guān)管開通或者關(guān)斷 的控制信號(hào)。所述控制電路可以通過一數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)。
所述控制電路中實(shí)現(xiàn)了輸出電感的臨界電流控制方法。
所述開關(guān)管可以通過絕緣柵雙極晶體管和快恢復(fù)二極管并聯(lián)組成。
本發(fā)明還提供了 一種非隔離型器控制方法，提供一所述非隔離型逆變器，其中所述非隔離型逆變器包括一直流輸入端、一電容、一 第一橋臂單元、一第二橋臂單元和一交流輸出端，所述電容與所述直流輸入端并聯(lián)，所述 第一橋臂單元的上端和所述第二橋臂單元的上端與所述電容的第一端口連接，所述第一橋 臂單元的下端和所述第二橋臂單元的下端與所述電容第二端口連接，所述第一橋臂單元 包括兩個(gè)開關(guān)管，所述兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，所述兩個(gè)開關(guān)管的連接處用于與所述交 流輸出端的第一端口連接；在負(fù)載電流正半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管 關(guān)斷；以及在負(fù)載電流負(fù)半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的上管開通，所述第一橋臂單元的下管 關(guān)斷，用以抑制漏電流的發(fā)生。
當(dāng)所述第二橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管和一電感，所述第二橋臂單元的二開關(guān)單元 同向串聯(lián)連接，其連接處與所述電感第一端口連接，所述電感的第二端口和所述交流輸出 端的第二端口連；在負(fù)載電流正半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂 單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的上管開通，所述第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所 述電感電流上升；或者使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷，所 述第二橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的下管開通，藉以使所述電感電流下降。在 負(fù)載電流負(fù)半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，所述第一橋臂單元的上管開通，所 述第二橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的下管開通，藉以使所述電感電流上升；或 者使所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，所述第一橋臂單元的上管開通，所述第二橋臂單元的 上管開通，所述第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所述電感電流下降。
當(dāng)所述非隔離型逆變器，包括至少兩個(gè)第二橋臂單元，且各所述第二橋臂單元包 括一開關(guān)管、一二極管和一電感，各所述第二橋臂單元的開關(guān)管以及二極管同向串聯(lián)連接， 其連接處與各所述電感第一端口連接，各所述電感的第二端口和所述交流輸出端的第二端 口連接，其中一所述第二橋臂單元的上管為所述開關(guān)管，下管為所述二極管，另一所述第二 橋臂單元的上管為所述二極管，下管為所述開關(guān)管，兩個(gè)所述第二橋臂單元并聯(lián)連接；在負(fù) 載電流正半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第一個(gè)第一橋臂單元的上管開通，所述第二個(gè)第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所述第一 個(gè)第二橋臂單元的電感電流上升；或者使所述第一個(gè)第二橋臂單元的上管關(guān)斷，藉以使所 述第一個(gè)第二橋臂單元的電感電流通過所述第一個(gè)第二橋臂單元二極管續(xù)流。在負(fù)載電流 負(fù)半周期，使所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，所述第一橋臂單元的上管開通，所述第一個(gè)第 二橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二個(gè)第二橋臂單元的下管開通，藉以使所述電感電流上升； 或者使所述第二個(gè)第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所述第二個(gè)第二橋臂單元電感電流通 過所述第二個(gè)第二橋臂單元二極管續(xù)流。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)圖。
圖2 (a)至圖2 (d)是本發(fā)明實(shí)施例一在不同工作模式時(shí)電流回路示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中電感的電流波形以及開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)圖。
圖7 (a)至圖7 (d)是本發(fā)明實(shí)施例五在不同工作模式時(shí)電流回路示意圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖1中的逆變器有一輸入端，接受直流輸入Vin ;有一輸出端,為負(fù)載提供交流電 Vout。本實(shí)施例中的逆變器使用了電容C、開關(guān)器件SI和S2組成的第一橋臂單元101、開 關(guān)器件S3、S4、電感L組成的第二橋臂單元102。第一橋臂單元101和第二橋臂單元102并 聯(lián)。還使用了 一數(shù)字控制器作為控制電路，控制電路接受輸入端電壓信號(hào)、輸出端電壓信號(hào) 以及電感電流信號(hào)，輸出開關(guān)管開通或者關(guān)斷的控制信號(hào)。其中輸出端電壓信號(hào)通過差分 檢測(cè)電路(103)進(jìn)行檢測(cè)。利用數(shù)字控制器產(chǎn)生開關(guān)器件S1、S2、S3、S4控制信號(hào)。并在 數(shù)字控制器中實(shí)現(xiàn)了這樣一種臨界電流控制控制方法，數(shù)字控制器產(chǎn)生一輸出電流參考波iref (301),在輸出電流正半周期，S2開通，SI關(guān)斷，當(dāng)電感電流檢測(cè)值大于零小于參考 值iMf時(shí)，開通S3關(guān)斷S4，電感電流上升；當(dāng)電感電流檢測(cè)值上升到iMf時(shí)，關(guān)斷S3開 通S4，電感電流下降；當(dāng)電感電流檢測(cè)值下降到零時(shí)，立即或經(jīng)過一定的延時(shí)開通S3，關(guān)斷 S4。在輸出電流負(fù)半周期，SI開通，S2關(guān)斷，當(dāng)電感電流檢測(cè)值大于零小于參考值iMf時(shí)， 開通S4關(guān)斷S3，電感電流上升；當(dāng)電感電流檢測(cè)值上升到iief時(shí)，關(guān)斷S4開通S3，電感電 流下降；當(dāng)電感電流檢測(cè)值下降到零時(shí)，立即或經(jīng)過一定延時(shí)開通S4，關(guān)斷S3。但是本發(fā)明 的臨界電流控制方法的實(shí)現(xiàn)方式并不局限于數(shù)字控制器這種實(shí)現(xiàn)方法，利用模擬電路也可 以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的臨界電流控制方法。
為了進(jìn)一步說明圖1的電路機(jī)構(gòu)的工作原理，圖2 (a)至圖2 (b)詳細(xì)描述了圖1 中電路的在各種工作模態(tài)時(shí)電路中電流回路示意圖，圖3 (a)至圖3 (b)給出了電路中關(guān) 鍵變量的波形圖。
如圖2 Ca)所示，S3和S2開通，SI和S4關(guān)斷，流過電感L中的電流=。k的電流波形如圖3中300中(t0 tl)所示。tl時(shí)刻，S3關(guān)斷，S4導(dǎo)通，并且S2保持導(dǎo)通狀態(tài)，SI保持關(guān)斷狀態(tài)，其電流回路如圖2 (b)所示。這個(gè)時(shí)間段中的込的電流波形如圖3中300中(tl t2)所示，由L向負(fù)載端提供能量。在負(fù)載電流正半周期中，重復(fù)(t0 t2)中的開關(guān)步驟，直到負(fù)載電流進(jìn)入負(fù)半周期。t3時(shí)刻，SI和S4開通， S3和S2關(guān)斷，電流回路如圖2 (c)所示，這個(gè)時(shí)間段中的込的電流波形如圖3中300中 (t3 t4)所示。t4時(shí)刻，S4關(guān)斷，S3導(dǎo)通，并且SI保持導(dǎo)通狀態(tài)，S2保持關(guān)斷狀態(tài)，其電流回路如圖2 (d)中箭頭所示。這個(gè)時(shí)間段中的込的電流波形如圖3中300中(t4 t5) 所示，由L向負(fù)載端提供能量。
由上分析可知在正半周期，開關(guān)管S2保持開通；在負(fù)半周期，開關(guān)管SI保持開通。 利用開關(guān)管SI和S2的箝位作用，使得逆變器對(duì)地的寄生電容上沒有高頻電壓，因而抑制了漏電流。
本發(fā)明還提供了逆變器交錯(cuò)并聯(lián)的連接方式，如圖4所示，其為本發(fā)明提供的電源轉(zhuǎn)換電路實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)。該逆變器包括電容C、第一橋臂單元401和第二橋臂單元組 402 ;其中第二橋臂單元組402包括兩個(gè)第二橋臂單元，該兩個(gè)第二橋臂單元并聯(lián)連接。
第一橋臂單元401的上端和該兩個(gè)并聯(lián)的第二橋臂單元的上端與電容C的第一端口連接，第一橋臂單元401的下端和該兩個(gè)并聯(lián)的第二橋臂單元的下端與電容C的第二端口連接。
第一橋臂單元401包括開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，開關(guān)管SI和開關(guān)管S2同向串聯(lián)連接，開關(guān)管SI和開關(guān)管S2的連接處用于與輸出端第二端連接。其中開關(guān)管SI和開關(guān)管 S2可以為MOSFET等可控開關(guān)。
第二橋臂單元402組中第I個(gè)橋臂單元包括開關(guān)管S2和開關(guān)管S3，電感LI;開關(guān)管S2和開關(guān)管S3同向串聯(lián)連接，電感LI的第一端口連接在開關(guān)管S2和開關(guān)管S3的連接處，電感LI的第二端口用于與輸出端第一端口連接。其中開關(guān)管S2和開關(guān)管S3可以為 MOSFET等可控開 關(guān)。
第二橋臂單元組中第2個(gè)橋臂單元包括開關(guān)管S4和開關(guān)管S5，電感LI;開關(guān)管S4 和開關(guān)管S5同向串聯(lián)連接，電感L2的第一端口連接在開關(guān)管S4和開關(guān)管S5的連接處，電感L2的第二端口用于與輸出端第一端口連接。其中開關(guān)管S4和開關(guān)管S5可以為MOSFET 等可控開關(guān)。
第一橋臂單元I包括開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，分別在正半周期和負(fù)半周期工作，利用開關(guān)管SI和S2的箝位作用，使得逆變器對(duì)地的寄生電容上沒有高頻電壓，因而抑制了漏電流。兩個(gè)第二橋臂單元交錯(cuò)開通。
可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的電源轉(zhuǎn)換電路可以具有三個(gè)或者更多個(gè)第二橋臂單元，圖5描述了本發(fā)明提供的電源轉(zhuǎn)換電路實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)，包括第一橋臂單元 501、第二橋臂單元組502和電容C ;其中第二橋臂單元組502包括η個(gè)第二橋臂單元，該η 個(gè)第二橋臂單元并聯(lián)連接。
第一橋臂單元501的上端和上述η個(gè)第二橋臂單元的上端與電容C的第一端口連接，第一橋臂單元I的下端和上述η個(gè)第二橋臂單元的下端與電容C的第二端口連接。
第一橋臂單元501包括開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，開關(guān)管SI和開關(guān)管S2同向串聯(lián)連接，開關(guān)管SI和開關(guān)管S2的連接處用于與輸出端第二端連接。其中開關(guān)管SI和開關(guān)管 S2可以為MOSFET等可控開關(guān)。
第二橋臂單元組502中第I個(gè)橋臂單元包括開關(guān)管S2和開關(guān)管S3，電感LI;開關(guān)管S2和開關(guān)管S3同向串聯(lián)連接，電感LI的第一端口連接在開關(guān)管S2和開關(guān)管S3的連接處，電感LI的第二端口用于與輸出端第一端口連接。其中開關(guān)管S2和開關(guān)管S3可以為 MOSFET等可控開關(guān)。
第二橋臂單元組中第2個(gè)橋臂單元包括開關(guān)管S4和開關(guān)管S5，電感LI;開關(guān)管S4 和開關(guān)管S5同向串聯(lián)連接，電感L2的第一端口連接在開關(guān)管S4和開關(guān)管S5的連接處，電感L2的第二端口用于與輸出端第一端口連接。其中開關(guān)管S4和開關(guān)管S5可以為MOSFET 等可控開關(guān)。
第二橋臂單元組中第η個(gè)橋臂單元包括開關(guān)管S (2η-1)和開關(guān)管S (2η)，電感Ln; 開關(guān)管S(2n-1)和開關(guān)管S(2n)同向串聯(lián)連接，電感Ln的第一端口連接在開關(guān)管S (2n_l) 和開關(guān)管S(2n)的連接處，電感Ln的第二端口用于與輸出端第一端口連接。其中開關(guān)管 S(2n-1)和開關(guān)管S(2n)可以為MOSFET等可控開關(guān)。
第一橋臂單元501包括開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，分別在正半周期和負(fù)半周期工作， 利用開關(guān)管SI和S2的箝位作用，使得逆變器對(duì)地的寄生電容上沒有高頻電壓，因而抑制了漏電流。η個(gè)第二橋臂單元交錯(cuò)并聯(lián)工作。
圖6是依照本發(fā)明實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)圖。圖6中的逆變器有一輸入端，接受直流輸 AVin ;有一輸出端，為負(fù)載提供交流電Vout。本實(shí)施例中的逆變器使用了電容C、第一橋臂單元601、第二橋臂單元組602。其中電容C與輸入端并聯(lián)；第一橋臂單元601的上端和第二橋臂單元組602的上端和與濾波電容的第一端子連接；第一橋臂單元601的下 端和第二橋臂單元組602的下端與電容C的第二端子連接； 第一橋臂單元包括開關(guān)器件S1、S2，開關(guān)器件S1、S2同向串聯(lián)，連接處與輸出端第二端子連接。開關(guān)器件S1、S2為MOSFET等可控開關(guān)器件。
第二橋臂單元組702包括兩個(gè)第二橋臂單元，其中第I個(gè)第二橋臂單元包括一開關(guān)器件S3和一二極管Dl以及一輸出電感LI，開關(guān)器件S2和二極管Dl同向串聯(lián)，連接處與第一輸出電感LI的第一端子連接，其中開關(guān)器件S3用作上橋臂，二極管Dl用作下橋臂。 第一輸出電感LI的第二端子與輸出端第一端子連接。開關(guān)器件SI為MOSFET等可控開關(guān)器件。第2個(gè)第二橋臂單元包括開關(guān)器件S4和二極管D2以及第二輸出電感L2，開關(guān)器件 S4和二極管D2同向串聯(lián)，連接處與第二輸出電感L2的第一端子連接，二極管D2用作上橋臂，開關(guān)器件S4用作下橋臂。第二輸出電感L2的第二端子與輸出端第一端子連接。開關(guān)器件S4為MOSFET等可控開關(guān)器件。
為了進(jìn)一步說明圖6的電路拓?fù)涞墓ぷ髟?，圖7 Ca)至圖7 Cd)詳細(xì)描述了圖 6中電路的各種工作模態(tài)。
當(dāng)逆變器的輸出電流i。為正半周期時(shí)，其電流方向與圖中電感LI的電流iu同向， 電流通路如圖7 (a)和圖7 (b)中箭頭所示，開關(guān)器件S2開通，開關(guān)器件SI關(guān)斷。開關(guān)器件S3、LI和Dl所構(gòu)成的BUCK電路工作，而開關(guān)器件S4和二極管D2不工作。此時(shí)，電感L2 的電流L=0，iL1跟蹤電流給定信號(hào)，得到輸出正弦電壓的正半周期波形；當(dāng)逆變器的輸出電流i。為負(fù)半周期時(shí)，其與圖中的L同向，電流通路如圖7 (C)和圖7 (d)中箭頭所示， 開關(guān)器件SI開通，開關(guān)器件S2關(guān)斷。開關(guān)器件S4、L2和D2所構(gòu)成的BUCK電路工作，而開 關(guān)器件S3和二極管Dl不工作。此時(shí)，電感LI的電流iu=0，iL2跟蹤電流給定信號(hào)，得到輸 出正弦電壓的正半周期波形。這樣，即可實(shí)現(xiàn)雙BUCK電路的逆變輸出，得到完整的正弦波 輸出電壓。
第一橋臂單元I包括開關(guān)管SI和開關(guān)管S2，分別在正半周期和負(fù)半周期工作，利 用開關(guān)管SI和S2的箝位作用，使得逆變器對(duì)地的寄生電容上沒有高頻電壓，因而抑制了漏 電流。
在本發(fā)明實(shí)施例一中開關(guān)S3、S4存在反向恢復(fù)，電感L中電流不適合工作在連續(xù) 模式。于是提供實(shí)施例五，如圖8所示。其中S3、S4由絕緣柵雙極晶體管(IGBT Jnsulated Gate Bipolar Transistor)和快恢復(fù)二極管(如碳化娃二極管)并聯(lián)組成。
權(quán)利要求
1.一種非隔離型逆變器，包括一直流輸入端、一電容、一第一橋臂單元、一第二橋臂單元和一交流輸出端，其特征在于所述電容與所述直流輸入端并聯(lián)；所述第一橋臂單元的上端和所述第二橋臂單元的上端與所述電容的第一端口連接，所述第一橋臂單元的下端和所述第二橋臂單元的下端與所述電容第二端口連接；所述第一橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管，所述兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，所述兩個(gè)開關(guān)管的連接處用于與所述交流輸出端的第一端口連接，其中，在負(fù)載電流正半周期，可以使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷；在負(fù)載電流負(fù)半周期，可以使所述第一橋臂單元的上管開通，所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，用以抑制漏電流的發(fā)生。
2.如權(quán)利要求1所述一種非隔離型逆變器，其特征在于，所述第二橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管和一電感，該兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，連接處與所述電感第一端口連接，所述電感的第二端口用于與所述交流輸出端的第二端口連接。
3.如權(quán)利要求1所述一種非隔離型逆變器，其特征在于，所述第二橋臂單元為至少兩個(gè)，所述第二橋臂單元以并聯(lián)方式連接。
4.如權(quán)利要求3所述一種非隔離型逆變器，其特征在于，各所述第二橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)單元和一電感，所述二開關(guān)單元同向串聯(lián)連接，其連接處與所述電感第一端口連接， 所述電感的第二端口和所述交流輸出端的第二端口連接，各所述開關(guān)單元為一開關(guān)管或一二極管，其中所述開關(guān)單元至少一者為所述開關(guān)管。
5.如權(quán)利要求4所述一種非隔離型逆變器，其特征在于，所述第二橋臂單元數(shù)目為兩個(gè)，其中一所述第二橋臂單元的上管為所述開關(guān)管，下管為所述二極管，另一所述第二橋臂 >單元的上管為所述二極管，下管為所述開關(guān)管，該兩個(gè)所述第二橋臂單元并聯(lián)連接。
6.如權(quán)利要求1至5所述的一種非隔離型逆變器的任一者，其特征在于，還包括一控制電路，所述控制電路接受所述輸入端電壓信號(hào)、所述輸出端電壓信號(hào)以及所述電感電流信號(hào)，輸出所述開關(guān)管開通或者關(guān)斷的控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種非隔離型逆變器，其特征在于，所述控制電路可以通過一數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求1至3所述的一種非隔離型逆變器的任一者，其特征在于，在所述控制電路中實(shí)現(xiàn)了輸出電感的臨界電流控制方法。
9.如權(quán)利要求2所述一種非隔離型逆變器，其特征在于，所述開關(guān)管，包括一絕緣柵雙極晶體管和一快恢復(fù)二極管，所述絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和所述快恢復(fù)二極管并聯(lián)。
10.一種非隔離型逆變器的控制方法，包括提供一所述非隔離型逆變器，其中所述非隔離型逆變器包括一直流輸入端、一電容、一第一橋臂單元、一第二橋臂單元和一交流輸出端，所述電容與所述直流輸入端并聯(lián)，所述第一橋臂單元的上端和所述第二橋臂單元的上端與所述電容的第一端口連接，所述第一橋臂單元的下端和所述第二橋臂單元的下端與所述電容第二端口連接，所述第一橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管，所述兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，所述兩個(gè)開關(guān)管的連接處用于與所述交流輸出端的第一端口連接；在負(fù)載電流正半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷；以及在負(fù)載電流負(fù)半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的上管開通，所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，用以抑制漏電流的發(fā)生。
11.如權(quán)利要求10所述一種非隔離型器控制方法，其中所述第二橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管和一電感，所述第二橋臂單元的二開關(guān)單元同向串聯(lián)連接，其連接處與所述電感第一端口連接，所述電感的第二端口和所述交流輸出端的第二端口連接；在負(fù)載電流正半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的上管開通，所述第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所述電感電流上升；或者使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的下管開通，藉以使所述電感電流下降，在負(fù)載電流負(fù)半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，所述第一橋臂單元的上管開通，所述第二橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二橋臂單元的下管開通，藉以使所述電感電流上升；或者使所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，所述第一橋臂單元的上管開通，所述第二橋臂單元的上管開通，所述第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所述電感電流下降。
12.如權(quán)利要求10所述一種非隔離型逆變器控制方法，其中所述非隔離型逆變器，包括至少二個(gè)第二橋臂單元，且各所述第二橋臂單元包括一開關(guān)管、一二極管和一電感，各所述第二橋臂單元的開關(guān)管以及二極管同向串聯(lián)連接，其連接處與所述電感第一端口連接，各所述電感的第二端口和所述交流輸出端的第二端口連接，其中一所述第二橋臂單元的上管為所述開關(guān)管，下管為所述二極管，另一所述第二橋臂單元的上管為所述二極管，下管為所述開關(guān)管，兩個(gè)所述第二橋臂單元并聯(lián)連接；在負(fù)載電流正半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管開通，所述第一橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第一個(gè)第二橋臂單元的上管開通，所述第二個(gè)第二橋臂單元的下管關(guān)斷，藉以使所述第一個(gè)第二橋臂單元的電感電流上升；或者使所述第一個(gè)第二橋臂單元的上管關(guān)斷， 藉以使所述第一個(gè)第二橋臂單元的電感電流通過所述第一個(gè)第二橋臂單元二極管續(xù)流，在負(fù)載電流負(fù)半周期時(shí)，使所述第一橋臂單元的下管關(guān)斷，所述第一橋臂單元的上管開通，所述第一個(gè)第二橋臂單元的上管關(guān)斷，所述第二個(gè)第二橋臂單元的下管開通，藉以使所述第二個(gè)第二橋臂單元的電感電流上升；或者使所述第二個(gè)第二橋臂單元的下管關(guān)斷， 藉以使所述第二個(gè)第二橋壁單元電感電流通過所述第二個(gè)第二橋臂單元二極管續(xù)流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非隔離型逆變器及其控制方法，其中非隔離型逆變器包括一直流輸入端、電容、第一橋臂單元、第二橋臂單元和一交流輸出端電容與直流輸入端并聯(lián)；第一橋臂單元的上端和第二橋臂單元的上端與電容的第一端口連接，第一橋臂單元的下端和第二橋臂單元的下端與電容第二端口連接。第一橋臂單元包括兩個(gè)開關(guān)管，該兩個(gè)開關(guān)管同向串聯(lián)連接，該兩個(gè)開關(guān)管的連接處用于與所述交流輸出端第一端口連接；通過本發(fā)明提供的控制方法控制第一橋臂單元的兩個(gè)開關(guān)管分別在負(fù)載電流正半周期和負(fù)半周期導(dǎo)通，利用開關(guān)管的箝位作用，使得逆變器對(duì)地的寄生電容上沒有高頻電壓，使本發(fā)明抑制了逆變器漏電流。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK103001526SQ201110272759
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者徐 明, 王川云 申請(qǐng)人:南京博蘭得電子科技有限公司