[发明专利]并网逆变器主电路拓扑

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种并网逆变器主电路拓扑，该电路也可以工作于独立逆变模式。属电力电子变换器技术领域。

背景技术

能源的潜在危机和生态环境的恶化使世界各国积极开发包括燃料电池发电在内的新能源及可再生能源。随着可再生能源的开发利用，适用于太阳能阵列与电网并联的逆变器和燃料电池用逆变器得到了广泛地研究。由于太阳能电池，燃料电池每个单元的输出电压较低，所以在串联数量很少的情况下，并网逆变器的输入电压较低、但输出电压为市电220Vac，这样并网逆变器就需要具有直流电压的提升和逆变的功能。通常并网逆变器依照级数可以划分为单级式逆变器和多级式逆变器。具有电气隔离功能的单级式逆变器的基本形式就是高频链逆变技术，国内外学者做了大量研究，取得了不少有价值的研究成果。1995年Walker Jim提出了一种单四象限反激逆变器，反激逆变器的变压器有四组绕组，一个原边绕组，一个回馈绕组和两个整流绕组。逆变器由三只MOSFET和四只二极管组成，可以四象限工作。该逆变器具有电气隔离，输入输出变化范围宽的特点；文献“梁永春，孙林，龚春英，严仰光，反激逆变器研究，中国电机工程学报，2005，Vol.25(24)：85-89”中研究了一种新颖的反激逆变器，该拓扑结构简单，由两路双向反激变换器组合得到，共有四只MOSFET及其体内二极管组成双向开关。同时两路双向反激变换器的不同组合可以应用在DC/DC，DC/AC，AC/AC，AC/AC变换，是一个很灵活的拓扑组合，该拓扑每个周期仅有一只功率管高频斩波，开关、导通损耗小，而且每一种开关模式都可以等效为反激变换器，简化了控制和驱动电路，可靠性高。但是，由于上述单级式逆变器其基本拓扑采用反激变换器，因此仅适合应用于小功率场合，且副边功率开关管电压、电流应力较高，很难应用于并网逆变器。

发明内容

本发明目的在于提供一种适于中、大功率场合，副边功率开关管电流、电压应力小的并网逆变器。

一种并网逆变器主电路拓扑，其特征在于：它包括第一、第二两个双向正激式变换器，两个双向正激式变换器输入侧并联，输出侧反向串联。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，用内含体二极管的功率场效应管替代双管正激变换器的开关器件得到双向正激式变换器，两个双向正激式变换器原边并联，副边反向串联。

一种并网逆变器主电路拓扑，其特征在于：它包括第一、第二两个双向正激式变换器，两个双向正激式变换器输入侧并联，输出侧反向串联；所述的第一双向正激式变换器的变压器有第一、第二两个副边绕组，这两个副边绕组顺向串联；所述的第二双向正激式变换器的变压器有第三、第四两个副边绕组，这两个副边绕组顺向串联；

所述第一双向正激式变换器包括直流电源，第一至第六功率开关管，第一、第二两个磁复位二极管，第一主功率变压器，第一原边电感，第一、第二两个副边电感，第一输出滤波电感，第一输出滤波电容；

其中，由直流电源正极连于第一功率开关管的漏极，第一功率开关管的源极连于第一主功率变压器第一原边电感的同名端，第一原边电感的非同名端连于第二功率开关管的漏极，第二功率开关管的源极通过地线连于直流电源的负极；第一磁复位二极管正向连于第一主功率变压器的非同名端与第一功率开关管的漏极，第二磁复位二极管正向连于第二功率开关管的源极与第一主功率变压器的同名端；

第一主功率变压器的第一副边电感的同名端连于第三功率开关管的源极，第三功率开关管的漏极连于第一输出滤波电感的一侧，第一输出滤波电感另一侧与第一输出滤波电容正极相连，第一输出滤波电容负极连于第五功率开关管的源极，第五功率开关管的漏极连于第一主功率变压器的第二副边电感的非同名端，第二副边电感的同名端连于第一副边电感的非同名端，第四功率开关管的漏极连于第三功率开关管的漏极，第四功率开关管的源极连于第二副边电感的同名端，第六功率开关管的源极连于第五功率开关管的源极，第六功率开关管的漏极连于第二副边电感的同名端，从而构成了并网逆变器正半周输出电路；

所述第二双向正激式变换器包括第七至第十二功率开关管，第三、第四两个磁复位二极管，第二主功率变压器，第二原边电感，第三、第四两个副边电感，第二输出滤波电感二输出滤波电容；