[发明专利]一种单级单相高增益组合式升压逆变电路及升压逆变方法

说明书

本发明涉及一种单级单相高增益组合式升压逆变电路及升压逆变方法。所述电路由输入直流源、开关感容网络、单相高频组合调制开关、输出滤波电路、交流负载或电网负载依序级联构成。本发明相较于传统逆变器，具有单级功率传输密度高，体积小，开关损耗小，效率高等优点，适用于中小容量逆变场合。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，具体为一种单级单相高增益组合式升压逆变电路及升压逆变方法。

背景技术

目前在中小容量的逆变场合，常采用Buck型的单级单相的电压型的逆变器电路结构，但该类型逆变器要求直流母线侧电压要高于交流侧相电压峰值，存在明显缺陷：(1)输入直流侧电压必须高于交流侧相电压峰值；(2)由于光伏风力等新能源受天气气候影响可能使直流侧电压低于正常工作范围，导致系统无法工作。对于这些问题，常采用在前级加入Boost直流变换器的方式构成两级逆变器结构或输出加单相工频变压器的方式解决，但都会导致系统存在系统结构复杂，系统效率降低，体积、重量、成本增大等问题。另一种常见的采用Boost型的带旁路开关的单级单相电流型的逆变器电路结构，则存在逆变器增益范围受限、开关管应力较大等问题。

综上，现有技术主要存在如下缺点：

1.Buck型的单级单相的电压型的逆变器电路结构，存在明显缺陷：(1)输入直流侧电压必须高于交流侧相电压峰值；(2)由于光伏风力等新能源受天气气候影响可能使直流侧电压低于正常工作范围，导致系统无法工作。

2.前级加入Boost直流变换器的方式构成两级逆变器结构或输出加单相工频变压器的方式解决，但都会造成系统存在结构复杂，系统效率降低，体积、重量、成本增大等问题。

3.采用Boost型的带旁路开关的单级单相电流型的逆变器电路结构，则存在逆变器增益范围受限、开关管应力较大等问题。

4.针对在中小容量的逆变场合，现有技术存在的传统逆变器升压能力、工作效率的缺陷，提供一种单级单相高增益组合式升压逆变器。本发明具有高增益、体积小、效率高等优点。

本发明需要解决的关键技术问题有：单级单相高增益组合式升压逆变器的拓扑设计以及单级单相高增益组合式升压逆变器的多模式控制方法的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单级单相高增益组合式升压逆变电路及升压逆变方法，本发明相较于传统逆变器，具有单级功率传输密度高，体积小，开关损耗小，效率高等优点，适用于中小容量逆变场合。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种单级单相高增益组合式升压逆变电路，由输入直流源、开关感容网络、单相高频组合调制开关、输出滤波电路、交流负载或电网负载依序级联构成；所述开关感容网络包括储能电感L₁，储能电容C₁、C₂，高频斩波功率开关S₅，模式选择功率开关S₆、S₇、S₈；输入直流源的参考正极性端与C₁的参考负极性端、L₁的一端相连接，L₁的另一端与S₆的一端、S₅的一端、C₂的参考正极性端相连接，S₇、S₈组合成一个四象限功率开关S_j，S₅的另一端与S_j的一端、输入直流源的参考负极性端相连接，S₆的另一端与C₁的参考正极性端相连接，C₂的参考负极性端与S_j的另一端相连接，共同构成开关感容网络的输出端口，S₆的另一端与C₁的参考正极性端的连接端与单相高频组合调制开关的正母线端相连接，S_j的另一端与单相高频组合调制开关的负母线端相连接。