[发明专利]一种集成功率解耦和升降压功能的电流型并网逆变装置

说明书

本发明提供了一种集成功率解耦和升降压功能的电流型并网逆变装置。包括依次相连的输入单元、逆变升降压调控单元、输出单元；所述逆变升降压调控单元包括功率缓冲电路及全桥逆变器。本发明将系统中的二次脉动功率由功率缓冲电路中的解耦电容C_s吸收，使得直流侧输入电流平均值恒定，避免了大容量输入滤波器的使用，提高系统功率密度和可靠性；此外，输入直流电源电压不再受其值小于输出交流并网电压幅值一半的限制，扩宽了变换器的应用范围。

技术领域

本发明属于逆变器供电技术领域，涉及电路调制技术领域，更具体地，涉及一种逆变装置。

背景技术

单相并网逆变器广泛应用于光伏系统和燃料电池系统，以实现能量并网。但是，在进行功率变换时，并网侧二次脉动功率导致低频输入电流纹波，不但影响最大功率点的跟踪，还会减少电容、电池等元器件寿命。因此，处理好输入输出端瞬时功率的不平衡，消除二次脉动功率对系统的影响具有现实意义。

无源解耦技术通过增加无源器件的容量来缓冲二次脉动功率，该方法具有简单、容易实施的优点，但是却大大增加了系统的成本、降低了系统的功率密度，并且不利于装置的模块化设计此外，大容量的电解电容的使用还会限制系统的寿命，降低系统可靠性。另一种可行的方法是有源解耦技术，它利用开关装置将二次脉动功率转移到额外的小电容来避免二次脉动功率的不利影响，不存在无源解耦技术功率密度低、电容值大等缺点，因而得到广泛的关注和研究。

另一方面，现有文献报道的电流型逆变器，为保证正常运行，其直流输入电压的幅值需要小于并网电压幅值的一半，然而其限制了逆变器的应用范围。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述种种现有技术缺陷，本发明提供一种克服上述问题的一种逆变装置，该逆变装置具有二次脉动功率解耦能力和宽输入电压范围，且其可以避免大容量输入滤波器的使用，提高了系统功率密度和可靠性。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供了一种集成功率解耦和升降压功能的电流型并网逆变装置，包括依次连接的输入单元、逆变升降压调控单元和输出单元；其特征在于：所述逆变升降压调控单元包括功率缓冲电路和全桥逆变器；所述功率缓冲电路包括解耦电容C_s、功率三极开关管S₀、二极管D₂和电感L；所述逆变升降压调控单元中，功率三极开关管S₀的集电极与所述解耦电容C_s一端和输入单元的正直流母线相连，功率三极开关管S₀的发射极与二极管D₂的负极和电感L的一端相连；电感L的另一端与输入单元的负直流母线和所述全桥逆变器的两输入端的其中一端相连，所述解耦电容C_s另一端与二极管D₂的正极和所述全桥逆变器的两输入端的另外一端相连。

优选的，所述全桥逆变器包括功率三极开关管S₁、S₂、S₃和S₄，功率三极开关管S₁和S₃的集电极与所述解耦电容C_s的一端相连，功率三极开关管S₂和S₄的基极与电感L的一端相连，功率三极开关管S₁的基极与功率三极开关管S₂的集电极均和所述输出单元相连中电容Cg，所述功率三极开关管S₄的集电极、功率三极开关管S₃的基极均和所述输出单元的另一端相连。

优选的，所述功率三极开关管S₀-S₄的具体类型是IGBT、双极型晶体管或者MOS管。

优选的，所述解耦电容C_s为薄膜电容。