[实用新型]一种高效率的分段逆变电路拓扑结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种逆变电路领域，具体涉及一种高效率的分段逆变电路拓扑结构。

背景技术

在电力电子产品领域，转换效率是衡量电路拓扑性能的一大关键指标，目前常见的单相逆变电路拓扑结构中，根据输入直流电压的不同，一般常做成单级(DC/AC)逆变系统和双级(DC/DC/AC)逆变系统。

在评估一个中小功率的单级系统中，无论采用如全桥、H5、H6、三电平等其中的何种拓扑，都存在一个转换效率瓶颈；而在评估一个升压加逆变的双级系统时，随着输入直流电压的降低，DC/DC电路损耗增加，其整机转换效率将变的更低。

而且双级系统中，目前一般的逆变思路都是着眼于输出电压的整体波形，先计算设定一个大于输出峰值电压的直流母线电压，当输入电压小于该设定值时，就启动DC/DC电路升压到设定值，然后进行逆变。例如针对一个正弦交流输出逆变器，在一个周期内，事实上并不需要直流母线电压实时都要大于输出电压峰值，而统一将母线电压升到设定值的做法，实际上会导致DC/DC电路过多参与工作，增加损耗，而且提高了逆变的压差，开关管应力增大，损耗也随之增加，导致双级系统的整机转换效率都会下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种高效率的分段逆变电路拓扑结构，本实用新型既能满足提高双级系统的效率，又能提高单级最大转换效率。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高效率的分段逆变电路拓扑结构，包括升压和旁路部分、逆变部分、滤波部分和开关管部分，所述开关管部分由开关管和二极管并联组成，所述升压和旁路部分连接有电源，所述升压和旁路部分还与第一电容和第二电容连接，所述第一电容和第二电容接地，所述升压和旁路部分还与所述逆变部分连接，所述逆变部分与所述滤波部分连接，所述滤波部分与输出端连接。

进一步的，所述滤波部分由第一电感、第二电感和第三电容串联组成。

进一步的，所述升压和旁路部分由第一二极管、第二二极管、第三电感和第九开关管组成，所述第三电感和所述第二二极管与电源连接，所述第三电感与所述第九开关管和所述第一二极管连接，所述第九开关管接地，所述第一二极管与所述第一电容连接，所述第二二极管与所述第二电容连接。

进一步的，所述逆变部分由8个开关管部分组成，所述第二二极管与第一开关管和第二开关管连接，所述第一二极管与第四开关管和第三开关管连接，所述第一开关管与所述第三开关管连接并串联有第六开关管和第八开关管，所述第二开关管与所述第四开关管连接并串联有第五开关管和第七开关管，所述第五开关管与所述第六开关管连接并接地，所述第八开关管与所述第七开关管串联。

本实用新型的有益效果是:

1、可以实现单工作周期内单级和双级工作模式的灵活切换，提高了最大效率和整个输入电压范围的整机加权效率。

2、具有8个开关管，和目前常用的拓扑结构相比，增加的数量有限，却可换来大幅的效率提升，具有较高的性价比。

3、在逆变控制上和传统的控制方式没有本质区别，只是驱动的方式不同，没有增加系统的复杂度，而且也是容易实现的。

4、应用范围广泛，控制方式灵活，可应用于新能源等需要进行直流交流变换的场合。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的系统主架构示意图。

图2为本实用新型的整体结构示意图。

图3为本实用新型的开关管部分的示意图。

图4为本实用新型的驱动波形分配图。

图5为本实用新型的正半周单级逆变时电流路径

图6为本实用新型的正半周续流时电流路径

图7为本实用新型的负半周单级逆变时电流路径

图8为本实用新型的正半周双级逆变时电流路径

图9为本实用新型的单级模式下的驱动波形分配图。