[发明专利]高效并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及逆变电源的技术领域，尤指涉及并网用高效并网逆变器。

背景技术

逆变器是一种电能转换装置，主要实现由直流到交流的能量转换。并网逆变器包括光伏并网逆变器、风能并网逆变器、燃料电池并网逆变器等。并网逆变器能将可再生能源产生的能量高效能的转换为可并接至市电的与市电同频率、同相位的交流电。

按其电路形式来划分：半桥逆变电源及全桥逆变电源。其中，全桥逆变器电源的控制方式有两种：单极性PWM调制，双极性PWM调制。双极性PWM调制同一桥臂的两个开关管互补驱动，由于开关管导通、截止特性的不一致性以及死区时间的控制电路参数的不一致，可能导致同一桥臂的两个开关管同时导通，进而导致开关管损坏。单极性PWM控制有：在市电正负半周都只有一个开关管作高频切换，导致输出电感的利用率下降，进而降低了逆变器电源的效率；同时，该种控制方式的DC EMI(直流电磁干扰)问题也很突出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于提升逆变器效率并改善直流电磁干扰的高效并网逆变器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效并网逆变器，其特点是包括：四个逆变晶体管S1、S2、S3和S4、两个续流晶体管S5和S6、两个二极管D1和D2和两个滤波电感L1和L2；第一、第二逆变晶体管S1、S2的电流输入端与直流电源SG的正极相连，第一逆变晶体管S1的电流输出端同时与第三逆变晶体管S3和第一续流晶体管S5的电流输入端相连，第三、第四逆变晶体管S3、S4的电流输出端与直流电源SG的负极相连，第二逆变晶体管S2的电流输出端同时与第二续流晶体管S6的电流输入端和第二滤波电感L2的内侧接线端相连，第二续流晶体管S6的电流输出端同时与第四逆变晶体管S4的电流输入端和第一二极管D1的阳极相连；第一逆变晶体管S1的电流输出端同时与第一二极管D1的阴极和第一滤波电感L1的内侧接线端相连，第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端为交流电源输出端；第一续流晶体管S5的电流输出端与第二二极管D2的阳极相连，第二二极管D2的阴极与第二滤波电感L2的内侧接线端相连。

进一步，所述直流电源SG的正、负极两端设有滤波电容C1，用于降低逆变环节输入纹波。直流电源SG为直流能量产生装置，例如：太阳能面板、风能、燃料电池等。

进一步，所述第一、第四逆变晶体管S1、S4的控制端分别经一调制电路与一微控制器MCU的第一高频脉冲信号输出端相连，所述第二、第三逆变晶体管S2、S3的控制端分别经调制电路与微控制器MCU的第二高频脉冲信号输出端相连；所述两个续流晶体管S5和S6分别与微控制器MCU的两个工频脉冲信号输出端相连；所述第一滤波电感L1和第二滤波电感L2的外侧端接电网Grid。

进一步，所述调制电路用于将微控制器MCU输出的高频脉冲信号与一正弦信号调制成用于驱动所述四个逆变晶体管S1、S2、S3和S4的高频触发信号；所述正弦信号与所述电网Grid上的交流电源Vgrid同频率且同相位。

工作时，所述微控制器MCU使第一续流晶体管S5导通半个工频周期，同时使第一、第四逆变晶体管S1、S4和第二续流晶体管S6截止，并使第二、第三逆变晶体管S2、S3在所述高频触发信号的同步触发下作高频同步切换，以使第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端输出交流电源Vgrid之正半周；然后所述微控制器MCU使第二续流晶体管S6导通半个工频周期，同时使第二、第三逆变晶体管S2、S3和第一续流晶体管S5截止，第一、第四逆变晶体管S1、S4在所述高频触发信号的同步触发下作高频同步切换，以使第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端输出交流电源Vg rid之负半周，如此反复。

进一步，在所述第一、第二滤波电感L1、L2的外侧端输出交流电源Vgrid之正半周期间，当所述高频触发信号为高电平时，第二、第三逆变晶体管S2、S3导通，直流电源SG的正极、第二逆变晶体管S2、第二滤波电感L2、电网Grid、第一滤波电感L1、第三变晶体管S3和直流电源SG的负极依次构成电流回路；当高频触发信号为低电平时，第二、第三逆变晶体管S2、S3截止，第二滤波电感L2、电网Grid、第一滤波电感L1、第一续流晶体管S5和第二二极管D2依次构成续流回路。