[实用新型]一种滤波电路和逆变电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种滤波电路和逆变电路。

背景技术

在光伏发电系统中，光伏并网逆变器起着把光伏组件输出的直流电变换为交流电的作用。光伏并网逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分。

光伏并网逆变器内的功率器件和输出滤波电抗器的损耗限制了光伏并网逆变器效率的提高。同时市场竞争的日剧激烈，给光伏并网逆变器厂家带来了很大的成本压力。目前由于受功率器件性能的限制，功率器件和滤波电抗器的损耗已经很难降低。此外，滤波电抗器体积大，成本高。因此研制高性能低成本的光伏并网逆变器成为各个光伏并网逆变器厂家的目标。

目前的一种采用耦合电抗器的单相和三相逆变器，从理论上讲能够通过耦合电抗器降低逆变器中滤波电抗器的成本和损耗，提高逆变器的效率，其核心是耦合电抗器，为了保证滤波效果，耦合电抗器必须有合适的耦合系数，但是实践证明，目前在DC/DC变换器中采用的三磁柱耦合电抗器，其结构如图1所示，包括磁芯21、线包(绕组)22，其中磁芯21中还具有气隙23。图1所示的耦合电抗器并不适合在大功率逆变器中应用，主要是因为如果要保证较高的耦合系数，三磁柱耦合电抗器的中心磁柱必须开很大的气隙(气隙23)，导致中心磁柱漏磁很大，中心磁柱的漏磁在耦合电抗器的两个绕组中产生的涡流损耗很大，因此，三磁柱耦合电抗器的耦合系数很难提高。这导致在DC/DC变换器中广泛应用的三磁柱耦合电抗器在大功率逆变器中并不适用。

综上所述，在DC/DC变换器中广泛应用的三磁柱耦合电抗器，由于其中心磁柱的漏磁导致其耦合系数很难提高，这使得该耦合电抗器对大功率逆变拓扑输出电流中的谐波电流的滤波效果难以满足要求，从而导致该耦合电抗器很难应用于大功率逆变拓扑中。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种滤波电路和逆变电路，用以提供一种能够满足大功率逆变拓扑滤波需求的滤波电路，以滤除大功率逆变拓扑输出电流中的谐波电流。

基于上述问题，本实用新型实施例提供的一种滤波电路，包括具有两个绕组的耦合电抗器和两个电抗器，所述耦合电抗器的耦合方式为负耦合；

所述耦合电抗器的两个绕组中的每个绕组的一端分别连接一个不同的逆变拓扑的输出端，所述两个绕组连接的两个逆变拓扑共用直流母线，所述两个绕组连接的逆变拓扑中具有相同连接关系的开关器件的驱动信号的相位差为180度；

所述耦合电抗器的两个绕组中的每个绕组的另一端分别连接一个不同的电抗器，两个电抗器中未与所述两个绕组相连的一端连接在一起，并作为所述滤波电路的输出端。

本实用新型实施例提供的一种逆变电路，包括两个逆变拓扑和本实用新型实施例提供的滤波电路。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种滤波电路和逆变电路，由于滤波电路中的耦合电抗器的耦合方式是负耦合，该耦合电抗器的两个绕组中的每个绕组的一端连接一个不同的逆变拓扑的输出端，并且与这两个绕组连接的两个逆变拓扑中具有相同连接关系的开关器件的驱动信号的相位差为180度。因此，两个逆变拓扑输出电流中的谐波电流在耦合电抗器的磁芯中产生的磁场相互叠加，耦合电抗器对谐波电流的等效感抗远大于耦合电抗器的漏感，逆变拓扑输出电流中的谐波电流会被耦合电抗器衰减很多，而两个逆变拓扑输出电流中的工频电流在耦合电抗器磁芯中产生的磁场相互抵消，耦合电抗器对工频电流的感抗很低，因此，逆变拓扑输出电流中的工频电流几乎不会被耦合电抗器衰减。逆变拓扑输出电流经过耦合电抗器滤波后，再由与耦合电抗器相连的两个电抗器再次滤波，从而进一步降低逆变拓扑输出电流中的谐波电流。由于本实用新型采用耦合电抗器和电抗器组合滤波的方式，从而克服了三磁柱耦合电抗器中耦合系数与中心磁柱漏磁之间的矛盾，使得逆变拓扑输出电流中的谐波含量满足技术要求。

附图说明

图1为现有技术中的三磁柱耦合电抗器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的滤波电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的耦合电抗器的磁芯的结构示意图之一；

图4为本实用新型实施例提供的耦合电抗器的磁芯的结构示意图之二；

图5为本实用新型实施例提供的单相逆变电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的三相逆变电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的一种滤波电路和逆变电路的具体实施方式进行说明。