[发明专利]逆变拓扑电路和逆变器

说明书

本申请提供一种逆变拓扑电路和逆变器，包括：全桥单元，用于将直流输入逆变为交流输出，所述全桥单元包括并联的第一桥臂和第二桥臂；滤波单元，与所述全桥单元的交流侧连接，用于对所述交流输出进行滤波，所述滤波单元包括第一电感和第二电感；极性切换单元，用于所述逆变拓扑电路的控制方式切换，所述极性切换单元包括至少两个电性连接的两个开关管；当采用双极性控制方式时，所述极性切换单元断开，所述全桥单元进行逆变，交流输出电流流经所述第一电感和所述第二电感；当采用单极性控制方式时，所述极性切换单元至少部分导通，交流输出电流流经所述第一电感和至少部分的所述极性切换单元，所述第二电感不工作。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是一种逆变拓扑电路和逆变器。

背景技术

由于全球变暖，环境污染严重，太阳能、风能等环保、可再生新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。光伏并网逆变器能够将太阳能板产生的直流电转换为与市电同频同相的交流电并送入电网，是光伏发电系统与电网之间连接的重要设备之一。电网的负荷存在感性和容性负荷，因此需要光伏并网逆变器能够输出无功以实现无功输出。

现有的并网逆变器一般采用双极性控制方式或简单的单极性控制方式，在采用单极性控制方式进行无功输出时，在电网电压过零点附近时，开关管存在过零点死区不能工作、并网电流波形产生畸变、增大高频谐波含量等问题。而采用双极性的控制方式，虽然解决了过零畸变的问题且电感体积也更小，但由于开关频率的提高，开关损耗比单极性控制方式大。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提出了一种逆变拓扑电路和逆变器，通过控制逆变器的控制方式的切换，降低逆变器的开关损耗和电感损耗，提高逆变器的工作效率和输出无功功率时的电能质量。

本申请提供一种逆变拓扑电路，所述逆变拓扑电路包括：

全桥单元，用于将直流输入逆变为交流输出，所述全桥单元包括并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管之间的中间节点作为所述全桥单元的交流侧的第一端，所述第二桥臂包括串联的第三开关管和第四开关管，所述第三开关管和第四开关管之间的中间节点作为所述全桥单元的交流侧的第二端；

滤波单元，与所述全桥单元的交流侧连接，用于对所述交流输出进行滤波，所述滤波单元包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端与所述全桥单元的交流侧的第一端连接，所述第二电感的一端与所述全桥单元的交流侧的第二端连接；

极性切换单元，用于所述逆变拓扑电路的控制方式切换，所述极性切换单元包括至少两个电性连接的两个开关管；

当采用双极性控制方式时，所述极性切换单元断开，所述全桥单元进行逆变，交流输出电流流经所述第一电感和所述第二电感；

当采用单极性控制方式时，所述极性切换单元至少部分导通，交流输出电流流经所述第一电感和至少部分的所述极性切换单元，所述第二电感不工作。

进一步的，所述第二电感的体积和线圈直径小于所述第一电感。

进一步的，所述滤波单元还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电感的另一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电感的另一端连接。

进一步的，所述至少两个电性连接的两个开关管包括串联的第五开关管和第六开关管，所述第五开关管和第六开关管构成与所述全桥单元并联的第三桥臂，所述第五开关管和第六开关管之间的中间节点与所述第一电容的第二端连接；

当采用双极性控制方式时，所述第五开关管和所述第六开关管断开；

当采用单极性控制方式时，所述第二桥臂断开，所述第五开关管和所述第六开关管中至少一个导通，所述第一桥臂配合所述第三桥臂进行逆变。