[实用新型]单相逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及逆变器，并且尤其涉及能够产生三电压电平的单相半桥逆变器。

背景技术

传统的连接电网的单相逆变器使用具有四个开关的全桥配置或具有两个开关的半桥配置来实现。例如这些逆变器与光电应用一起使用，在光电应用中来自太阳能面板的DC电压被转换为AC电压并且被提供给AC供电网络。

四开关全桥逆变器的缺点是电桥的DC输入和地之间的AC电压。特别在光电应用中，这种AC电压经由光电模块的杂散电容耦合到地。该电压还引起可特别导致薄膜光电模块中的老化的电流。

可以在逆变器和电网之间使用低频变压器来解决该问题。另一个方案是使用绝缘DC-DC转换器，其中可以通过增加DC-DC转换器的开关频率来减小变压器尺寸。一些国家的国家法规要求PV(光电)面板和电网之间电流隔离，但是在一些国家中不要求隔离。

文献EP1861914公开一种具有开关的半桥逆变器，其使能了在AC线路和DC链路中点之间连接的双向电流。图1示出在EP1861914中给出的结构。双向开关实现为共集电极电路，用于对半桥配置产生零电压输出以减轻DC侧的漏电流。该双向开关具有两个必须被分开控制的控制电极，根据所产生的半周的极性对每个控制电极施加不同的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种逆变器以解决上述问题。由独立权利要求中的陈述表征的逆变器来实现本实用新型的目的。在从属权利要求中公开了本实用新型的优选实施例。

本实用新型基于简化用于提供三电平电压的已知结构的思想。利用本实用新型的逆变器实现该简化，因为只需要一个控制信号来控制该双向开关。

附图说明

下面参考附图通过优选实施例更详细地说明本实用新型，其中

图1示出现有技术的逆变器电路；

图2示出根据本实用新型优选实施例的电路；

图3示出本实用新型的另一个实施例；以及

图4示出具有三电平升压电路的本实用新型的实施例。

具体实施方式

图2示出DC-DC转换器2向本实用新型的逆变器提供DC电压的实施例。利用电容器C1、C2的串联连接来分压对该逆变器的输入DC电压。串联连接的端子形成该逆变器的输入端子3、4。在输入端子之间还连接串联连接的半导体开关s1、s2，并且这些开关被操作用于形成交流电压给输出端子5、6。第一输出端子5由开关部件s1和s2之间的点形成。因此开关部件被操作用于传导正输入DC电压或负输入DC电压给第一输出端子5。

第二输出端子6由电容器C1、C2之间的点形成。第二输出端子的电压对于供给第一输出端子的电压电平基本固定。图2还示出第二输出端子进一步连接到地，从而使第一输出端子的电压对于第二输出端子为正或为负。

图2中的逆变器被示出为连接到用于供电的电网。该电网被符号化为交流电压Vline。逆变器的输出经由电感部件L1连接到电网，电感部件L1用于对所产生的电流和电压波形滤波。图2中所示产生DC电压给电路的DC电压源8被示出为串联连接的光电面板或太阳能电池。该面板具有对地的寄生电容，图2中也将该寄生电容符号化为用虚线绘出的电容器。

为了产生三电平的电压，本实用新型的逆变器包括双向开关单元7。该单元被操作用于向逆变器的输出提供零电压电平。双向开关单元将电容器之间的中点，也就是第二输出端子6，连接到第一输出端子5。在图2的实施例中，双向开关单元7由四个二极管和一个可控开关部件s3形成。

在开关单元中，第一二极管D1和第二二极管D2与第三二极管D3和第四二极管D4类似地串联连接。这两个串联连接进一步以相同的极性并联连接。与串联连接的二极管相并联，连接有受控开关部件s3，部件s3例如可以是IGBT或Mosfet部件。该开关部件的极性使得流过二极管的电流也流过导通状态的该受控开关部件。

双向开关单元形成二极管电桥，该电桥使电流能够从第一输出端子5流到第二输出端子6或者从第二输出端子流到第一输出端子。如果对电网的电流方向是从第一输出端子到电感部件并且将零电压状态选择为输出电压，则通过第二二极管D2、开关s3和第三二极管D3从电容器之间的中点引出该电流。如果对负载的电流方向相反，则电流经由第四二极管D4、开关部件s3和第一二极管D1流动。因此无论电流方向是什么，二极管都将电流以正确的方向引向开关部件。