[发明专利]一种抑制功率纹波的隔离型逆变器

说明书

本发明公开了一种抑制功率纹波的隔离型逆变器，包括直流电源、输入电容、主开关管、隔离变压器、整流电路、滤波电路、极性反转逆变桥、负载及有源辅助电路。本发明通过控制有源辅助电路将负载端产生的功率纹波转移到辅助电容上，使得直流电源提供的输入功率为一直流量，达到抑制直流输入侧两倍频功率纹波的目的，避免采用体积大、可靠性低的电解电容，提高系统的功率密度和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种抑制功率纹波的隔离型逆变器，属于隔离型逆变器，其利用增加的 辅助电路来抑制输入侧低频功率纹波。

背景技术

近年来，能源问题和环境问题已成为人类关注的核心问题，大力发展清洁、高效、可持续的新能源已成为当务之急，与此相关的新能源电力技术也引起了学者和工业界的广泛关注，由此提出了一些关于新能源发电的逆变器拓扑及控制方案并且应用于实际产品。例如附图1所示，为一种典型的单相推挽逆变器。对于这种系统，交流输出功率中含 有两倍于输出电压基波频率的脉动，此脉动分量必然会反馈到直流输入侧，影响蓄电池、 燃料电池等输入源的使用寿命，严重时会干扰直流电源系统的稳定性，因此解决新能源 发电系统中的功率纹波问题，提高新能源的利用效率已刻不容缓。虽然使用大电解电容 来滤除功率纹波是一种有效的解决方法，但在高温工作条件下，电解电容长时间频繁的 充放电会导致其使用寿命下降，从而影响逆变器的使用寿命，并且降低了系统功率密度。 在电路中接入LC谐振电路，通过将谐振电路频率设计为两倍输出频率，也可以实现抑制 两倍功率纹波的目的，但要滤除低频纹波所需的电感和电容体积都比较大，降低了系统 的可靠性和功率密度。在电路中接入有源滤波器，额外增加的电路必然需要额外的控制 系统，使整个系统都变的较为复杂。把辅助电路嵌入到原有的变换器中，进而适当改进 原有的控制方法实现输入侧功率纹波的抑制，是非常有优势的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述逆变器所存在的技术缺陷提供一种抑制功率纹波的隔离 型逆变器，该逆变器不仅可以实现电能变换，而且能够抑制直流输入侧的两倍频功率纹 波，因此电路中不需要大容值的电容来滤除低频功率纹波。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明的一种抑制功率纹波的隔离型逆变器，包括直流电源、输入电容、主开关管、 隔离变压器、整流电路、滤波电路、极性反转逆变桥及负载，其中主开关管包括两个开关管，隔离变压器包括三个绕组，直流电源的正极、输入电容的一端、第一绕组的同名 端和第二绕组的异名端相连接，直流电源的负极和输入电容的另一端相连接，第一主开 关管的发射极和第二主开关管的发射极相连接，第一绕组的异名端接第一主开关管的集 电极，第二绕组的同名端接第二主开关管的集电极，整流电路包括四个二极管，第一整 流二极管的阳极、第二整流二极管的阴极和第三绕组的同名端相连接，第三整流二极管 的阳极、第四整流二极管的阴极和第三绕组的异名端相连接，第一整流二极管和第三整 流二极管的阴极连接构成整流电路的正输出端，第二整流二极管和第四整流二极管的阳 极连接构成整流电路的负输出端，极性反转逆变桥包括四个开关管，滤波电感的一端接 整流电路的正输出端，滤波电感的另一端、滤波电容的一端、第一开关管的集电极和第 三开关管的集电极相连接，滤波电容的另一端、整流电路的负输出端、第二开关管的发 射极和第四开关管的发射极相连接，第一开关管的发射极、第二开关管的集电极和负载 的一端相连构成正输出端，第三开关管的发射极、第四开关管的集电极和负载的另一端 相连构成负输出端；还包括由四个辅助二极管、两个辅助开关管、辅助电感和辅助电容 组成的有源辅助电路，直流电源的正极、辅助电感的一端、第一辅助二极管的阴极和第 二辅助开关管的发射极相连接，辅助电感的另一端、第一辅助开关管的集电极和第四辅 助二极管的阳极相连接，第四辅助二极管的阴极、辅助电容的一端和第二辅助开关管的 集电极相连接，辅助电容的另一端、第一辅助二极管的阳极和第二辅助二极管的阴极相 连接，第二辅助二极管的阳极、第三辅助二极管的阳极和第一主开关管的发射极相连接， 第三辅助二极管的阴极、第一辅助开关管的发射极和直流电源的负极相连接。