[发明专利]一种倍频式升压电路及其控制方法、逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体涉及一种倍频式升压电路、包括所述倍频式升压电路的逆变器、以及所述倍频式升压电路的控制方法。

背景技术

光伏逆变器是一种将光能转换为电能的装置，其效率直接影响并网发电量，因此是光伏电站发电最关键的部分。为了提高光伏逆变器的效率，可通过降低功率器件损耗、减少滤波电感损耗、以及提高变压器效率等方法来实现。其中，变压器效率只有通过变压器厂家使用新材料、新工艺等新技术才能得以提高，故要想提高逆变器效率，只能通过改进逆变器拓扑结构的方法来实现。

目前，普遍采用三电平逆变器来输出三电平信号(即u_o/2，0，和-u_o/2)，其既能够降低功率器件损耗、减少输出谐波，又能够减少滤波电感损耗，进而提高逆变器效率。

现有的三电平逆变器中的升压电路一般包括控制电路和Boost升压电路，所述Boost升压电路包括开关管、电感和电容。工作时，控制电路向Boost升压电路中的开关管发出控制信号，以控制所述开关管导通/关断：当所述开关管导通时，Boost升压电路中的电感得以充电储能；当所述开关管关断时，Boost升压电路中的电感放电释能，并为Boost升压电路中的电容充电。可以看出，若要提高三电平逆变器的效率，需提高其升压电路的工作频率，因此需同时提高其升压电路中开关管的工作频率，但是，这样会引发开关管的发热量增大，电路中的电流纹波提高、器件寿命缩短等一系列问题，同时，由于开关管始终工作在高频状态，使得开关损耗严重，甚至发生损坏，从而影响电路的正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够降低开关损耗及工作频率、改善电流纹波的倍频式升压电路、包括所述倍频式升压电路的逆变器、以及所述倍频式升压电路的控制方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案：

所述倍频式升压电路包括直流电源、第一升压单元、第二升压单元以及分别与第一升压单元和第二升压单元相连的控制单元；所述第一升压单元的输入端与直流电源的正极相连，第一升压单元的负极输出端与第二升压单元的正极输出端相连；所述第二升压单元的输入端与直流电源的负极相连；所述第一升压单元和第二升压单元均用于提高所述倍频式升压电路的输出电压值；所述控制单元用于分别对第一升压单元和第二升压单元进行控制，以使得第一升压单元的输出电压值与第二升压单元的输出电压值相等。

优选地，所述第一升压单元包括第一电感、第一开关管、第一二极管以及第一电容；所述第一电感分别与直流电源的正极和第一开关管的漏极相连，第一开关管的栅极与控制单元相连，第一开关管的源极与第一电容的负极相连，第一二极管的阴极与第一电容的正极相连，第一二极管的阳极与第一开关管的漏极相连；所述第一电容正负极间的电压为第一升压单元的输出电压；

所述第二升压单元包括第二电感、第二开关管、第二二极管以及第二电容；所述第二电感分别与直流电源的负极和第二开关管的源极相连，第二开关管的栅极与控制单元相连，第二开关管的漏极与第二电容的正极相连，第二二极管的阴极与第二开关管的源极相连，第二二极管的阳极与第二电容的负极相连；第一开关管的源极与第二开关管的漏极相连；所述第二电容正负极间的电压为第二升压单元的输出电压；

所述第一升压单元的电路结构与第二升压单元的电路结构完全对称；

所述控制单元用于分别对第一开关管和第二开关管的导通占空比进行控制，以使得第一电容正负极间的电压值与第二电容正负极间的电压值相等。

优选地，所述控制单元还用于控制所述第一开关管与第二开关管交替导通；以及，在每个开关周期内，控制所述第一开关管的起始导通时间与第二开关管的起始导通时间的间隔等于第二开关管的起始导通时间与相邻下一开关周期内第一开关管的起始导通时间的间隔、第一开关管的起始导通时间与第二开关管的起始导通时间的间隔大于第一开关管的导通时间、第二开关管的起始导通时间与第一开关管的起始导通时间的间隔大于第二开关管的导通时间；

一个所述开关周期等于第一开关管相邻两次起始导通的时间间隔，且各个开关周期均相等。

优选地，所述倍频式升压电路还包括测量单元，其用于同时测量第一电容正负极间的电压值和第二电容正负极间的电压值，并将测量得到的两个电压值实时发送给控制单元；