[发明专利]一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路及逆变器

说明书

技术领域

本发明属于电能转换领域，具体涉及一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路及逆变器。

背景技术

逆变器是一种将直流转换为交流的转换装置。而并网逆变器是指将可再生能源产生的直流电能高效能的转换为可并接至市电的与市电同频率、同相位的交流电的逆变器，并网逆变器一般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。

在很多并网逆变器中，如光伏并网逆变器，太阳能电池的输出特性会随着外部环境条件的变化而改变，在夜间太阳能电池输出电压接近0，太阳能电池最大功率点对应电压值，会随着温度、光照强度而发生变化；而且不同类型的太阳能电池（单晶、多晶、薄膜）的特性不同，最大功率点电压与开路电压值比例相差也较大；对于不同厂家生产的电池组件，由多个小的电池单元通过不同的串并联得到较高的电压值、电流值，而不同数量的太阳能电池单元串并联组合得到的太阳能电池组件电压、电流也不尽相同。因此，为适应更多种型号的太阳能电池组件，需要逆变器具有一个较宽的输入电压范围。

现有的逆变器，为满足不同输入电压的要求，在逆变电路前设置电压变换电路（升压或降压电路），如图1所示的光伏逆变器的降压控制电路，通过驱动控制电路可以控制开关11、12的开闭，降压（BUCK，BUCK电路即降压电路）电路由功率开关11、二极管13、电感14和电容15构成，当输入电压过低时，开关11就会闭合旁路，使逆变器输入级的直流母线直接与输入短接来提高输入电压。但该降压电路，输入电压的范围较窄，对于低电压的输入仍然不能满足逆变器的工作要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路，以满足不同输入电压下逆变器仍能正常工作的要求。

本发明实施例提供了一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路，所述电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路开关K1、第二旁路开关K2、模式选择开关K3、电感L和采样控制模块，所述第一开关管Q1的输入端与输入电压正极相连，所述第一开关管Q1的输出端与电感L和模式选择开关的模式1引脚相连，所述电感L的另一端与第三开关管Q3的输入端以及模式选择开的模式2引脚相连，所述第三开关管Q3的输出端与逆变器输入级的直流母线正端相连，所述模式选择开关K3的模式选择引脚与第二开关管Q2的输入端相连，所述第二开关管Q2的输出端与输入电压负极、逆变器输入级的直流母线负端相连，所述第一旁路开关K1和第二旁路开关K2分别与第一开关管Q1和第二开关管Q2并联，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路开关K1、第二旁路开关K2和模式选择开关K3的控制端相连。

本发明实施例提供了一种宽电压输入范围的逆变器包括逆变器输入级的直流母线模块和逆变模块，所述逆变器输入级的直流母线模块与逆变模块相连，在直接母线模块与输入电路间还连接有输入级电路，所述输入级电路包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路开关K1、第二旁路开关K2、模式选择开关K3、电感L和采样控制模块，所述第一开关管Q1的输入端与输入电压正极相连，所述第一开关管Q1的输出端与电感L和模式选择开关的模式1引脚相连，所述电感L的另一端与第三开关管Q3的输入端以及模式选择开的模式2引脚相连，所述第三开关管Q3的输出端与逆变器输入级的直流母线正端相连，所述模式选择开关K3的模式选择引脚与第二开关管Q2的输入端相连，所述第二开关管Q2的输出端与输入电压负极、逆变器输入级的直流母线负端相连，所述第一旁路开关K1和第二旁路开关K2分别与第一开关管Q1和第二开关管Q2并联，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第一旁路开关K1、第二旁路开关K2和模式选择开关K3的控制端相连。

本发明还提供了一种根据上述宽电压输入范围的逆变器输入级电路实现宽电压输入的方法，所述方法包括：

所述采样控制模块采集输入电路的电压值；

将采集的输入电压与逆变器输入级的直流母线允许的电压范围进行比较；

当采集的输入电压低于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最低电压值时，采样控制模块控制第一旁路开关K1导通，第二旁路开关K2断开，模式选择开关K3的模式选择引脚与第模式2引脚连接；

当采集的输入电压高于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最高电压值时，采样控制模块控制第二旁路开关K2导通，第一旁路开关K1断开，模式选择开关K3的模式选择引脚与第模式1引脚连接。