[实用新型]一种基于BUCK-BOOST电路的新型DC/AC逆变器有效

专利信息
申请号: 201320011394.1 申请日: 2013-01-10
公开(公告)号: CN203243245U 公开(公告)日: 2013-10-16
发明(设计)人: 陈荣;张加胜 申请(专利权)人: 中国石油大学(华东)
主分类号: H02M7/537 分类号: H02M7/537;H02M1/36
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 266580 山东省青*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 buck boost 电路 新型 dc ac 逆变器
【说明书】:

技术领域

发明提出一种基于BUCK-BOOST电路的新型DC/AC逆变器,可广泛应用于风力发电、太阳能发电和其它分布式发电系统,也可适用于电动汽车和交流电动机调速装置等领域。 

背景技术

DC/AC换流器又称为逆变器,其作用是利用半导体开关器的开通和关断,将直流电源转换为幅值和频率均可控制的正弦交流输出电源,用来驱动交流电机或作为交流不间断电源,或者直接与电网连接,实现系统并网运行。随着全球能源供应的日益紧张,人们对采用可再生能源的分布式发电技术日益关注。风能发电、太阳能发电和燃料电池等分布式发电系统的高效运行都有赖于电力电子技术。但是,分布式发电系统自身的瞬时输入功率与输入电压变化范围较大,因而对电能变换的主要环节—电压源型逆变器的要求很高,如,要求系统高效运行功率范围宽,具有宽范围输入电压适应能力等。传统的DC/AC电压型逆变器有着自身的缺点:一方面输出电压的幅值最大只能达到直流输入电压值,逆变器工作效率随着输出功率的减少而明显下降;另一方面,常用DC-AC转换器多采用桥式主电路,输入为单输入,特别是在软开关技术应用技术方面存在一定欠缺。为了解决上述问题,需要在直流电源与逆变器之间增加Boost升压电路以适应直流输入电压的变化,增加一级硬开关DC/DC电能变换,整机效率和可靠性必然受到影响;为了延长电力电子器件的寿命和工作的可靠性,需要考虑器件的软开通和关断问题。 

发明内容

本发明提出了一种基于BUCK-BOOST电路的DC-AC变换电路,系统采用两输入一输出形式,既可以实现输出电压高低的自动调节,以满足宽输入电压的要求,又可以充分利用成熟的升降压电路软开断技术,最大限度的降低器件通断损耗,有效延长开关器件的使用寿命。 

基于BUCK-BOOST电路的新型DC/AC逆变器由两路独立直流输入电源、系统给定信号、反馈检测信号、控制器、PWM信号发生器、输出信号检测单元、负载和主电路组成;两路独立直流输入电源为逆变器的主电路供电;系统给定信号与反馈检测信号做差后送入控制器,控制器输出控制PWM信号脉宽,再经过PWM信号发生器产生PWM信号并驱动主电路器件的开通与关断;PWM信号发生器由三角波载波电路与参考信号模拟比较电路实现;控制器由模拟PID控制电路组成。 

附图说明

图1是变换器各部分构成图; 

图2是DC-AC变换器主电路拓扑; 

图3BUCK-BOOST电路工作模式1; 

图4BUCK-BOOST电路工作模式2; 

图5是系统电压滞环比较闭环控制框图; 

图6是系统开环PD控制框图; 

图7是系统闭环PI控制框图; 

具体实施方法

图1为DC/AC逆变器各部分构成图。逆变器主要由直流电源输入1、直流电源输入2、系统给定输入3、反馈信号4、控制器5、PWM信号发生器6、输出信号检测单元7、负载8和主电路9等组成。其中直流电源输入1和直流电源输入2做为逆变器的主电路供电电源,给主电路供电;给定输入信号3是系统输出信号的给定信号,与反馈信号4做差后送入控制器5,生成PWM信号脉宽控制信号,再经过PWM信号发生器6产生PWM信号并驱动主电路器件的开通与关断;输出信号检测单元7用于产生反馈信号。系统给定输入3、反馈信号4、控制器5、PWM信号发生器6在具体实现时可以是由电位器、模拟PID控制器和三角波比较信号等模拟组成,也可以由按键、CPU等数字电路组成。 

图2所示为主电路拓扑图。电路由正组和反组两个BUCK-BOOST电路组成。正组负责提供反向电压,反组负责产生正向电压。 

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