[发明专利]一种基于开关电容的逆变电路

说明书

本发明提出一种基于开关电容的逆变电路，包括直流电压源、充电电感、开关电容模块和逆变全桥；所述直流电压源的正极与充电电感的一端电连接，所述充电电感的另一端与开关电容模块的第一输入端电连接；所述开关电容模块的输出端与逆变全桥的输入端电连接；所述直流电压源的负极与开关电容模块第二输入端电连接；所述逆变全桥的输出端与外接设备电连接。在输入直流电压源和开关电容模块之间嵌入一个充电电感，直通通路导通时，直流电压源为充电电感充电，在电路运行过程中均匀插入直通状态，能有效调节充电电感的输出电压，解决了高电压增益下系统器件数量较多，导致电路系统成本、控制复杂度高和电路系统体积大的问题。

技术领域

本发明涉及逆变器领域，更具体地，涉及一种基于开关电容的逆变电路。

背景技术

为了满足电网或用电设备的电压等级要求，在实际的生产活动中，对于光伏电池系统和燃料电池系统等直流电源，通常需要采用串联单体或在前级加装升压单元的形式将电池发电单元的低压直流电转换成高压直流电，然后将高压直流电逆变成所需要的交流电。

公开号为CN113395001A(公开日为2021-09-14)公开了一种混合多电平逆变器和电机驱动器，包括混合逆变电路和控制器；混合逆变电路包括阻抗源电路和开关电容多电平逆变电路；控制器分别与阻抗源电路和开关电容多电平逆变电路连接，控制器内部嵌入有多电平调制算法，多电平调制算法用于使混合逆变电路的输出端产生期望的多电平交流电压和在混合逆变电路运行过程中均匀插入直通状态，调节阻抗源电路的输出电压；阻抗源电路嵌入在输入直流电压源与开关电容多电平逆变电路之间，阻抗源电路为前级电路，开关电容多电平逆变电路为后级电路。同时解决了开关电容多电平逆变器的开关电容充电浪涌电流问题，以及阻抗源逆变器输出电平数和升压能力难以进一步提升的技术问题。

然而，上述技术含多个电感和电容的阻抗源电路结构，会显著增加系统成本、体积以及控制复杂度，无法保证电路的实用性

发明内容

本发明为克服采用过多电感和电容器导致电路系统成本、控制复杂度高和电路系统体积大的缺陷，提供一种基于开关电容的逆变电路。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提出一种基于开关电容的逆变电路，其特征在于，包括直流电压源、充电电感、开关电容模块和逆变全桥。

所述直流电压源的正极与充电电感的一端电连接，所述充电电感的另一端与开关电容模块的第一输入端电连接；所述直流电压源的负极与开关电容模块第二输入端电连接；所述开关电容模块的输出端与逆变全桥的输入端电连接；所述逆变全桥的输出端与外接设备电连接。

优选地，所述开关电容模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管；所述第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极、第三MOS管的漏极和第二电容的正极分别电连接；所述第一MOS管的源极作为开关电容模块的第一输入端与充电电感的另一端电连接；所述第一MOS管的漏极与第一电容的正极电连接；所述第二MOS管的源极与第二二极管的阴极电连接；所述第二MOS管的源极作为开关电容模块的第二输入端与直流电压源的负极电连接；所述第三MOS管的源极与第四MOS管的漏极、第一电容的负极分别电连接；所述第四MOS管的源极与第二二极管的阳极、第一二极管的阴极分别电连接；所述第一二极管的阳极与第二电容的负极电连接。

优选地，所述逆变全桥包括第一IGBT管、第二IGBT管、第三IGBT管和第四IGBT管；所述第一IGBT管的漏极与第一MOS管的漏极、第一电容的正极和第三IGBT管的漏极分别电连接；所述第一IGBT管的源极与第二IGBT管的漏极电连接，且所述第一IGBT管的源极作为逆变全桥的第一输出端；所述第二IGBT管的源极与第一二极管的阳极、第二电容的负极和第四IGBT管的源极分别电连接；所述第三IGBT管的源极与第四IGBT管的漏极电连接，且所述第三IGBT管的源极作为逆变全桥的第二输出端。