一種并網(wǎng)逆變器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種并網(wǎng)逆變器。本實用新型通過采用包括推挽逆變模塊、波形調(diào)理模塊、工頻逆變模塊以及輸出濾波模塊的并網(wǎng)逆變器，由推挽逆變模塊將直流電源輸出的直流電轉(zhuǎn)換為正弦半波信號，并通過波形調(diào)理模塊后生成連續(xù)的工頻正弦半波信號，再由工頻逆變模塊將連續(xù)的工頻正弦半波信號解調(diào)為連續(xù)的正弦波交流電，最后經(jīng)過輸出濾波模塊進行濾波處理后饋入電網(wǎng)，整個并網(wǎng)逆變器中不存在直流量輸出控制環(huán)節(jié)，通過正弦脈寬調(diào)制信號對推挽逆變模塊實現(xiàn)準諧振軟開關(guān)控制，提高了推挽逆變模塊的電轉(zhuǎn)換效率，通過主控電路對工頻逆變模塊進行開關(guān)驅(qū)動控制以獲取正弦波交流電，降低了開關(guān)損耗，有助于提高并網(wǎng)逆變器的整機效率。
【專利說明】一種并網(wǎng)逆變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種并網(wǎng)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球常規(guī)化石能源的日益枯竭，新能源發(fā)電技術(shù)因其綠色環(huán)保的優(yōu)點而獲取廣泛應(yīng)用，為了使太陽能電池、風(fēng)能發(fā)電機等所產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)中的交流電同頻率和同相位的正弦波交流電，并將該正弦波交流電饋入電網(wǎng)，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種單相并網(wǎng)逆變器，該單相并網(wǎng)逆變器中的DC/AC變換器是采用IGBT全橋逆變的方式實現(xiàn)的，且IGBT管是由主控電路所發(fā)出的高頻率的SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation,正弦脈寬調(diào)制)信號進行驅(qū)動的，然而，而IGBT管在這樣的驅(qū)動方式下會出現(xiàn)開關(guān)損耗增大的問題，而且在小型或微型并網(wǎng)逆變器中，IGBT管的開關(guān)損耗對整機效率的影響會更為突出，IGBT管的開關(guān)損耗越大，則并網(wǎng)逆變器的整機效率越低。因此，現(xiàn)有的單相并網(wǎng)逆變器存在整機效率低的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種并網(wǎng)逆變器，旨在解決現(xiàn)有的單相并網(wǎng)逆變器所存在的整機效率低的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種并網(wǎng)逆變器，連接直流電源和電網(wǎng)，包括主控電路、直流側(cè)檢測電路及交流側(cè)檢測電路，所述直流側(cè)檢測電路連接所述直流電源的正極和負極以及所述主控電路，所述交流側(cè)檢測電路連接所述并網(wǎng)逆變器的輸出端和所述主控電路；
[0005]所述并網(wǎng)逆變器還包括:
[0006]推挽逆變模塊、波形調(diào)理模塊、工頻逆變模塊以及輸出濾波模塊；
[0007]所述推挽逆變模塊的正輸入端和負輸入端分別連接所述直流電源的正極和負極，所述推挽逆變模塊的第一控制端和第二控制端從所述主控電路獲取正弦脈寬調(diào)制信號，所述波形調(diào)理模塊的第一輸入端和第二輸入端分別連接所述推挽逆變模塊的第一輸出端和第二輸出端，所述工頻逆變模塊的輸入端連接所述波形調(diào)理模塊的輸出端，所述工頻逆變模塊的回路端與所述波形調(diào)理模塊的回路端共接于所述推挽逆變模塊的輸出公共端，所述工頻逆變模塊的第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端連接所述主控電路，所述輸出濾波模塊的正輸入端和負輸入端分別連接所述工頻逆變模塊的正輸出端和負輸出端，所述輸出濾波模塊的正輸出端和負輸出端分別連接所述電網(wǎng)的正半周輸入端和負半周輸入端，所述輸出濾波模塊的正輸出端和負輸出端構(gòu)成所述并網(wǎng)逆變器的輸出端。
[0008]本實用新型通過采用包括推挽逆變模塊、波形調(diào)理模塊、工頻逆變模塊以及輸出濾波模塊的并網(wǎng)逆變器，由推挽逆變模塊將直流電源輸出的直流電轉(zhuǎn)換為正弦半波信號，并通過波形調(diào)理模塊后生成連續(xù)的工頻正弦半波信號，再由工頻逆變模塊將連續(xù)的工頻正弦半波信號解調(diào)為連續(xù)的正弦波交流電，最后經(jīng)過輸出濾波模塊進行濾波處理后饋入電網(wǎng)，整個并網(wǎng)逆變器中不存在直流量輸出控制環(huán)節(jié)，通過正弦脈寬調(diào)制信號對推挽逆變模塊實現(xiàn)準諧振軟開關(guān)控制，提高了推挽逆變模塊的電轉(zhuǎn)換效率，且通過主控電路對工頻逆變模塊進行開關(guān)驅(qū)動控制以獲取正弦波交流電，降低了開關(guān)損耗，有助于提高并網(wǎng)逆變器的整機效率，解決了現(xiàn)有的單相并網(wǎng)逆變器所存在的整機效率低的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型實施例所提供的并網(wǎng)逆變器的模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2是本實用新型實施例所提供的并網(wǎng)逆變器的示例電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0012]圖1示出了本實用新型實施例所提供的并網(wǎng)逆變器的模塊結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分，詳述如下:
[0013]并網(wǎng)逆變器100連接直流電源200和電網(wǎng)300，直流電源200可以是對光伏電池、燃料電池或者風(fēng)力發(fā)電機的輸出進行整流處理后得到的直流源。并網(wǎng)逆變器100包括主控電路101、直流側(cè)檢測電路102及交流側(cè)檢測電路103，直流側(cè)檢測電路102連接直流電源200的正極+和負極-以及主控電路101，交流側(cè)檢測電路103連接并網(wǎng)逆變器100的輸出端和主控電路101。
[0014]并網(wǎng)逆變器100還包括:
[0015]推挽逆變模塊104、波形調(diào)理模塊105、工頻逆變模塊106以及輸出濾波模塊107 ；
[0016]推挽逆變模塊104的正輸入端和負輸入端分別連接直流電源200的正極+和負極_，推挽逆變模塊104的第一控制端和第二控制端從主控電路101獲取正弦脈寬調(diào)制信號(即SPWM信號)，波形調(diào)理模塊105的第一輸入端和第二輸入端分別連接推挽逆變模塊104的第一輸出端和第二輸出端，工頻逆變模塊106的輸入端連接波形調(diào)理模塊105的輸出端，工頻逆變模塊106的回路端與波形調(diào)理模塊105的回路端共接于推挽逆變模塊104的輸出公共端，工頻逆變模塊106的第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端連接主控電路101，輸出濾波模塊107的正輸入端和負輸入端分別連接工頻逆變模塊106的正輸出端和負輸出端，輸出濾波模塊107的正輸出端和負輸出端分別連接電網(wǎng)300的正半周輸入端+和負半周輸入端_，輸出濾波模塊107的正輸出端和負輸出端構(gòu)成并網(wǎng)逆變器100的輸出端。
[0017]直流側(cè)檢測電路102用于對直流電源200所輸出的直流電進行檢測并相應(yīng)地反饋直流檢測信號至主控電路101，交流側(cè)檢測電路103用于對并網(wǎng)逆變器100輸出的交流電進行檢測并相應(yīng)地反饋交流檢測信號至主控電路101，主控電路101根據(jù)直流檢測信號和交流檢測信號相應(yīng)地輸出SPWM信號控制推挽逆變模塊104和輸出開關(guān)控制信號控制工頻逆變模塊106，推挽逆變模塊104對直流電源200輸出的直流電進行轉(zhuǎn)換以得到正弦半波信號，然后通過波形調(diào)理模塊105對推挽逆變模塊104所輸出的正弦半波信號進行波形調(diào)整后得到連續(xù)的工頻正弦半波信號，再由工頻逆變模塊106根據(jù)開關(guān)控制信號將連續(xù)的正弦半波信號轉(zhuǎn)換為正弦交流電，并通過輸出濾波模塊107進行濾波處理后饋入電網(wǎng)300。
[0018]圖2示出了本實用新型實施例所提供的并網(wǎng)逆變器的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分，詳述如下:
[0019]作為本實用新型一實施例，推挽逆變模塊104包括:
[0020]第一 N型MOS場效應(yīng)管Q1、第二 N型MOS場效應(yīng)管Q2以及高頻變壓器Tl ；
[0021]第一 N型MOS場效應(yīng)管Ql的柵極和第二 N型MOS場效應(yīng)管Q2的柵極分別為推挽逆變模塊104的第一控制端和第二控制端，第一 N型MOS場效應(yīng)管Ql的漏極和第二 N型MOS場效應(yīng)管Q2的漏極分別連接高頻變壓器Tl的初級繞組的同名端I和異名端2，高頻變壓器Tl的初級繞組的抽頭端3為推挽逆變模塊104的正輸入端，第一 N型MOS場效應(yīng)管Ql的源極與第二 N型MOS場效應(yīng)管Q2的源極的共接點作為推挽逆變模塊104的負輸入端，高頻變壓器Tl的次級繞組的同名端4、異名端5及抽頭端6分別為推挽逆變模塊104的第一輸出端、第二輸出端及輸出公共端。
[0022]作為本實用新型一實施例，波形調(diào)理模塊105包括:
[0023]第一二極管Dl、第二二極管D2以及第一電容Cl ；
[0024]第一二極管Dl的陽極和第二二極管D2的陽極分別為波形調(diào)理模塊105的第一輸入端和第二輸入端，第一二極管Dl的陰極與第二二極管D2的陰極以及第一電容Cl的第一端的共接點作為波形調(diào)理模塊105的輸出端，第一電容Cl的第二端為波形調(diào)理模塊105的回路端。
[0025]作為本實用新型一實施例，工頻逆變模塊106包括:
[0026]第一晶閘管S1、第二晶閘管S2、第三晶閘管S3以及第四晶閘管S4 ；
[0027]第一晶閘管SI的控制極、第二晶閘管S2的控制極、第三晶閘管S3的控制極以及第四晶閘管S4的控制極分別為工頻逆變模塊106的第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端，第一晶閘管SI的陽極與第三晶閘管S3的陽極的共接點為工頻逆變模塊106的輸入端，第一晶閘管SI的陰極與第二晶閘管S2的陽極的共接點為工頻逆變模塊106的正輸出端，第三晶閘管S3的陰極與第四晶閘管S4的陽極的共接點為工頻逆變模塊106的負輸出端，第二晶閘管S2的陰極與第四晶閘管S4的陰極的共接點為工頻逆變模塊106的回路端。
[0028]作為本實用新型一實施例，輸出濾波模塊107包括:
[0029]第一電感L1、第二電感L2以及第二電容C2 ;
[0030]第一電感LI的第一端和第二電感L2的第一端分別為輸出濾波模塊107的正輸入端和負輸入端，第一電感LI的第二端與第二電容C2的第一端的共接點為輸出濾波模塊107的正輸出端，第二電感L2的第二端與第二電容C2的第二端的共接點為輸出濾波模塊107的負輸出端。
[0031]以下結(jié)合工作原理對上述的并網(wǎng)逆變器作進一步說明:
[0032]直流側(cè)檢測電路102對直流電源200所輸出的直流電進行檢測并相應(yīng)地反饋直流檢測信號至主控電路101，交流側(cè)檢測電路103對并網(wǎng)逆變器100輸出的正弦交流電進行檢測并相應(yīng)地反饋交流檢測信號至主控電路101，主控電路101根據(jù)直流檢測信號和交流檢測信號相應(yīng)地分別輸出SPWM信號(其占空比是連續(xù)正弦半波變化的)和開關(guān)控制信號至推挽逆變模塊104和工頻逆變模塊106，第一 N型MOS場效應(yīng)管Ql和第二 N型MOS場效應(yīng)管Q2根據(jù)上述的SPWM信號實現(xiàn)相應(yīng)的通斷操作，并配合高頻變壓器Tl對直流電源200輸出的直流電進行轉(zhuǎn)換以得到正弦半波信號，然后通過波形調(diào)理模塊105對推挽逆變模塊104所輸出的正弦半波信號進行波形調(diào)整后得到連續(xù)的工頻正弦半波信號，再由第一晶閘管S1、第二晶閘管S2、第三晶閘管S3以及第四晶閘管S4根據(jù)開關(guān)控制信號進行相應(yīng)的通斷操作以將上述連續(xù)的正弦半波信號轉(zhuǎn)換為包含連續(xù)的正弦波信號的交流電，并通過輸出濾波模塊107進行濾波處理后饋入電網(wǎng)300。在上述工作過程中，主控電路101是對推挽逆變模塊104進行最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制。
[0033]本實用新型實施例通過采用包括推挽逆變模塊、波形調(diào)理模塊、工頻逆變模塊以及輸出濾波模塊的并網(wǎng)逆變器，由推挽逆變模塊將直流電源輸出的直流電轉(zhuǎn)換為正弦半波信號，并通過波形調(diào)理模塊后生成連續(xù)的工頻正弦半波信號，再由工頻逆變模塊將連續(xù)的工頻正弦半波信號解調(diào)為連續(xù)的正弦波交流電，最后經(jīng)過輸出濾波模塊進行濾波處理后饋入電網(wǎng)，整個并網(wǎng)逆變器中不存在直流量輸出控制環(huán)節(jié)，通過正弦脈寬調(diào)制信號對推挽逆變模塊實現(xiàn)準諧振軟開關(guān)控制，提高了推挽逆變模塊的電轉(zhuǎn)換效率，且通過主控電路對工頻逆變模塊進行開關(guān)驅(qū)動控制以獲取正弦波交流電，降低了開關(guān)損耗，有助于提高并網(wǎng)逆變器的整機效率，解決了現(xiàn)有的單相并網(wǎng)逆變器所存在的整機效率低的問題。
[0034]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種并網(wǎng)逆變器，連接直流電源和電網(wǎng)，包括主控電路、直流側(cè)檢測電路及交流側(cè)檢測電路，所述直流側(cè)檢測電路連接所述直流電源的正極和負極以及所述主控電路，所述交流側(cè)檢測電路連接所述并網(wǎng)逆變器的輸出端和所述主控電路；其特征在于，所述并網(wǎng)逆變器還包括: 推挽逆變模塊、波形調(diào)理模塊、工頻逆變模塊以及輸出濾波模塊； 所述推挽逆變模塊的正輸入端和負輸入端分別連接所述直流電源的正極和負極，所述推挽逆變模塊的第一控制端和第二控制端從所述主控電路獲取正弦脈寬調(diào)制信號，所述波形調(diào)理模塊的第一輸入端和第二輸入端分別連接所述推挽逆變模塊的第一輸出端和第二輸出端，所述工頻逆變模塊的輸入端連接所述波形調(diào)理模塊的輸出端，所述工頻逆變模塊的回路端與所述波形調(diào)理模塊的回路端共接于所述推挽逆變模塊的輸出公共端，所述工頻逆變模塊的第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端連接所述主控電路，所述輸出濾波模塊的正輸入端和負輸入端分別連接所述工頻逆變模塊的正輸出端和負輸出端，所述輸出濾波模塊的正輸出端和負輸出端分別連接所述電網(wǎng)的正半周輸入端和負半周輸入端，所述輸出濾波模塊的正輸出端和負輸出端構(gòu)成所述并網(wǎng)逆變器的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述推挽逆變模塊包括: 第一 N型MOS場效應(yīng)管、第二 N型MOS場效應(yīng)管以及高頻變壓器； 所述第一 N型MOS場效應(yīng)管的柵極和所述第二 N型MOS場效應(yīng)管的柵極分別為所述推挽逆變模塊的第一控制端和第二控制端，所述第一 N型MOS場效應(yīng)管的漏極和所述第二 N型MOS場效應(yīng)管的 漏極分別連接所述高頻變壓器的初級繞組的同名端和異名端，所述高頻變壓器的初級繞組的抽頭端為所述推挽逆變模塊的正輸入端，所述第一 N型MOS場效應(yīng)管的源極與所述第二 N型MOS場效應(yīng)管的源極的共接點作為所述推挽逆變模塊的負輸入端，所述高頻變壓器的次級繞組的同名端、異名端及抽頭端分別為所述推挽逆變模塊的第一輸出端、第二輸出端及輸出公共端。
3.如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述波形調(diào)理模塊包括: 第一二極管D1、第二二極管D2以及第一電容Cl ； 所述第一二極管Dl的陽極和所述第二二極管D2的陽極分別為所述波形調(diào)理模塊的第一輸入端和第二輸入端，所述第一二極管Dl的陰極與所述第二二極管D2的陰極以及所述第一電容Cl的第一端的共接點作為所述波形調(diào)理模塊的輸出端，所述第一電容Cl的第二端為所述波形調(diào)理模塊的回路端。
4.如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述工頻逆變模塊包括: 第一晶閘管、第二晶閘管、第三晶閘管以及第四晶閘管； 所述第一晶閘管的控制極、所述第二晶閘管的控制極、所述第三晶閘管的控制極以及所述第四晶閘管的控制極分別為所述工頻逆變模塊的第一控制端、第二控制端、第三控制端及第四控制端，所述第一晶閘管的陽極與所述第三晶閘管的陽極的共接點為所述工頻逆變模塊的輸入端，所述第一晶閘管的陰極與所述第二晶閘管的陽極的共接點為所述工頻逆變模塊的正輸出端，所述第三晶閘管的陰極與所述第四晶閘管的陽極的共接點為所述工頻逆變模塊的負輸出端，所述第二晶閘管的陰極與所述第四晶閘管的陰極的共接點為所述工頻逆變模塊的回路端。
5.如權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述輸出濾波模塊包括:第一電感L1、第二電感L2以及第二電容C2 ； 所述第一電感LI的第一端和所述第二電感L2的第一端分別為所述輸出濾波模塊的正輸入端和負輸入端，所述第一電感LI的第二端與所述第二電容C2的第一端的共接點為所述輸出濾波模塊的正輸出端，所述第二電感L2的第二端與所述第二電容C2的第二端的共接點為所述輸出濾波 模塊的負輸出端。
【文檔編號】H02M7/48GK203722503SQ201420035343
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】韓軍良 申請人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司