[发明专利]一种变拓扑的宽输入电压逆变系统

说明书

本发明涉及一种变拓扑的宽输入电压逆变系统，包括依序级联构成的输入直流源、模式选择开关、储能电感、单相高频组合调制开关、单相滤波器、交流负载或电网负载；相较于传统逆变器，具有宽输入电压范围、效率高、由于共用升降压电感，体积成本有效缩减等优点，适用于中小容量逆变场合。在工作模式二时，它的输入输出电压关系与前级直流母线电压采用Boost电路升压，后级进行降压的逆变系统的前级升压电路相同，相对于正激式逆变系统或是反激式逆变系统其占空比可调范围广，且不存在高频变压器饱和问题。

技术领域

本发明涉及一种变拓扑的宽输入电压逆变系统，属于电力电子变换技术领域。

背景技术

目前在中小功率的逆变系统应用场合，常采用Buck降压型的逆变系统拓扑结构，但该类型逆变系统要求直流母线侧电压要高于交流侧相电压峰值，存在输入范围受到限制的问题。对于前级直流母线电压采用Boost电路升压，后级进行降压的逆变系统虽然能有效提高输入电压的范围，但是占空比可调范围有限，导致电压增益受限制，且两极系统结构复杂、系统体积大、成本较高。对于正激式逆变系统或是反激式逆变系统，虽然有很好的电压增益，但由于磁芯饱和问题，其占空比调整范围受到限制，不具备宽输入电压范围的要求。

现有技术主要存在如下缺点：

1.Buck降压型的逆变系统拓扑结构要求直流母线侧电压要高于交流侧相电压峰值，存在输入范围受到限制的问题。

2.对于前级直流母线电压采用Boost电路升压，后级进行降压的逆变系统虽然能有效提高输入电压的范围，但是占空比可调范围有限，导致电压增益受限制，且两极系统结构复杂、系统体积大、成本较高。

3.对于正激式逆变系统或是反激式逆变系统，虽然有很好的电压增益，但由于磁芯饱和问题，其占空比调整范围受到限制，不具备宽输入电压范围的要求。

4.针对中小功率的逆变系统应用场合，现有技术存在的传统逆变系统电压增益、输入电压范围、电气隔离的问题，提出一种变拓扑的宽输入电压逆变系统。本发明具有宽输入电压范围、效率高、由于共用升降压电感，体积成本有效缩减等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变拓扑的宽输入电压逆变系统，以解决上述背景技术中提出的：变拓扑的宽输入电压逆变系统的拓扑设计以及变拓扑的宽输入电压逆变系统控制方法的研究的问题。

本发明的技术方案如下：

一种变拓扑的宽输入电压逆变系统，包括依序级联构成的输入直流源、模式选择开关、储能电感、单相高频组合调制开关、单相滤波器、交流负载或电网负载。

优选的，所述模式选择开关包括两个模式选择功率开关S₁、S₂；

所述输入直流源的参考正极性端与模式选择功率开关S₁的一端相连接；输入直流源的参考负极性端与模式选择功率开关S₂的一端、单相高频组合调制开关的负母线端相连接。

优选的，还包括输入稳压电容C_i，其两端分别与输入直流源的参考正极性端、参考负极性端连接。

优选的，所述储能电感包括储能电感L₁；所述储能电感L₁的参考正极性端与模式选择功率开关S₁的另一端、模式选择功率开关S₂的另一端相连接；所述储能电感L₁的参考负极性端与单相高频组合调制开关的正母线端相连接。

优选的，所述单相高频组合调制开关包括四个承受单相电压应力和双相电流应力的两象限功率开关S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄，单相高频组合调制开关可作极性反转电路或高频斩波电路。