[发明专利]一种双向DC-AC变换器

说明书

本发明公开了一种双向DC‑AC变换器，该双向DC‑AC变换器包括第一滤波模块、功率变换模块、第二滤波模块和直流母线电容；功率变换模块包括双向导通开关单元、H桥DC/AC变换单元和控制单元；双向导通开关单元分别与第一滤波模块、H桥DC/AC变换单元、第二滤波模块和控制单元电连接，用于控制双向DC‑AC变换器中能量的双向流动；直流母线电容与H桥DC/AC变换单元电连接，用于储能和提供直流母线电压；H桥DC/AC变换单元用于直流升压及交流逆变或交流整流及直流降压。本发明解决了现有的DC‑AC变换器无法兼顾逆变升压和能量双向流动的问题。

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种双向DC-AC变换器。

背景技术

DC/AC变换器广泛应用于电机调速、分布式发电系统和不间断电源等场合。传统的DC/AC变换器包括电压源DC/AC变换器和电流源DC/AC变换器两大类。电压源DC/AC变换器输出的交流电压低于直流母线电压，本质上为降压型DC/AC变换器，为了实现在逆变变换时具备升压的功能，需要在其电路中增加额外的升压变换电路，使得系统整体结构复杂。而电流源DC/AC变换器本质上是一个升压型DC/AC变换器，但其只能实现能量单向传输，不具备能量双向传输的功能，在微电网和储能系统等应用场合，此类逆变器无法单独使用，必须配以相应的反向能量传输电路才能实现能量双向传输，但这使得系统变得更为复杂。

目前，提出了多种具有升压能力的DC/AC变换电路，如：Z源DC/AC变换器、差动式DC/AC变换器、加合式DC/AC变换器和集成式DC/AC变换器等，但这些变换电路同样不能实现能量的双向流动，同时部分电路(如Z源DC/AC变换器和加合式DC/AC变换器)还引入了额外的无源器件，增加了系统成本、体积和重量，且控制复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种双向DC-AC变换器，以解决现有的DC-AC变换器无法兼顾逆变升压和能量双向流动的问题以及系统复杂的问题，同时实现直流-直流变换以及直流-交流变换两个功能，实现DC/AC变换器能量的双向流动，简化系统结构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种双向DC-AC变换器，包括第一滤波模块、功率变换模块、第二滤波模块和直流母线电容；

所述功率变换模块包括双向导通开关单元、H桥DC/AC变换单元和控制单元；

所述双向导通开关单元分别与所述第一滤波模块、所述H桥DC/AC变换单元、所述第二滤波模块和控制单元电连接，用于控制所述双向DC-AC变换器中能量的双向流动；

所述直流母线电容与所述H桥DC/AC变换单元电连接，用于储能和提供直流母线电压；

所述H桥DC/AC变换单元用于直流升压及交流逆变或交流整流及直流降压；

所述控制单元还分别与位于所述第一滤波模块处的第一输入输出端、位于所述第二滤波模块处的第二输入输出端、所述直流母线电容和所述H桥DC/AC变换单元电连接，用于采集所述第一输入输出端的第一电信号、所述第二输入输出端的第二电信号和所述直流母线电压，根据所述第一电信号、所述第二电信号和所述直流母线电压判断所述双向DC-AC变换器中的能量流向，并控制所述双向导通开关单元和所述H桥DC/AC变换单元工作。