[发明专利]双向DC-AC变换电路及其启动方法

权利要求书

1.一种双向DC-AC变换电路，其特征在于，所述双向DC-AC变换电路包括：

双向DC-AC变换器；

输入电容，其连接在所述双向DC-AC变换器的交流输入端；

母线电容，其连接在所述双向DC-AC变换器的直流输出端；

开关，其连接在所述输入电容的正极端子和交流电源之间；

预充电器，其输入端连接至所述交流电源，其输出端连接至所述双向DC-AC变换器的直流输出端；以及

控制器，其用于在控制所述开关导通之前将所述母线电容两端的电压变换为逆变电压并输出至所述输入电容。

2.根据权利要求1所述的双向DC-AC变换电路，其特征在于，所述控制器用于控制所述开关断开，且控制所述预充电器工作以对所述母线电容进行充电；以及还用于控制所述双向DC-AC变换器工作以将所述母线电容两端的电压变换为逆变电压，所述逆变电压的相位与所述交流电源的交流电的相位相同。

3.根据权利要求2所述的双向DC-AC变换电路，其特征在于，所述母线电容的电压不小于所述交流电源的交流电的峰峰值，且所述逆变电压的幅值等于所述交流电源的交流电的幅值。

4.根据权利要求3所述的双向DC-AC变换电路，其特征在于，

所述母线电容包括正直流母线电容和负直流母线电容，所述正直流母线电容的负极端子和负直流母线电容的正极端子连接至中性点；

所述双向DC-AC变换器为三电平变换器，所述三电平变换器的直流输出端连接至所述正直流母线电容的正极端子和所述负直流母线电容的负极端子，

其中，所述控制器用于控制所述预充电器工作以使得所述正直流母线电容或负直流母线电容两端的电压等于所述交流电的幅值；以及还用于控制所述双向DC-AC变换器工作以使得所述逆变电压的相位和幅值分别等于所述交流电的相位和幅值。

5.根据权利要求4所述的双向DC-AC变换电路，其特征在于，所述三电平变换器为T型三电平变换器，所述T型三电平变换器包括：

在所述正直流母线电容的正极端子和负直流母线电容的负极端子之间依次连接的第一开关晶体管和第四开关晶体管，

反向串联的第二开关晶体管和第三开关晶体管，所述第二开关晶体管连接至所述中性点，以及

电感，其一端连接至所述第一、第三和第四开关晶体管相连接形成的节点，其另一端作为所述T型三电平变换器的交流输入端；

其中，所述控制器用于在所述交流电的正半周期内控制所述第二开关晶体管导通、所述第四开关晶体管截止，给所述第一开关晶体管提供第一正弦脉宽调制信号，且给所述第三开关晶体管提供与所述第一正弦脉宽调制信号互补的正弦脉宽调制信号；以及在所述交流电的负半周期内控制所述第一开关晶体管截止、第三开关晶体管导通，给所述第四开关晶体管提供第二正弦脉宽调制信号，且给所述第二开关晶体管提供与所述第二正弦脉宽调制信号互补的正弦脉宽调制信号。

6.根据权利要求4所述的双向DC-AC变换电路，其特征在于，所述三电平变换器为I型三电平变换器，所述I型三电平变换器包括：

在所述正直流母线电容的正极端子和负直流母线电容的负极端子之间依次连接的第一、第二、第三和第四开关晶体管；

第一二极管，其负极连接至所述第一开关晶体管和第二开关晶体管相连接形成的节点，其正极连接至所述中性点；

第二二极管，其负极连接至所述中性点，其正极连接至所述第三开关晶体管和第四开关晶体管相连接形成的节点；以及

电感，其一端连接至所述第二开关晶体管和第三开关晶体管相连接形成的节点，其另一端作为所述I型三电平变换器的交流输入端；

其中，所述控制器用于在所述交流电的正半周期内控制所述第二开关晶体管导通、所述第四开关晶体管截止，给所述第一开关晶体管提供第一正弦脉宽调制信号，且给所述第三开关晶体管提供与所述第一正弦脉宽调制信号互补的正弦脉宽调制信号；以及在所述交流电的负半周期内控制所述第一开关晶体管截止、第三开关晶体管导通，给所述第四开关晶体管提供第二正弦脉宽调制信号，且给所述第二开关晶体管提供与所述第二正弦脉宽调制信号互补的正弦脉宽调制信号。