[发明专利]模块化双CUK升降压输出反并联组合型逆变器

说明书

本发明公开了一种模块化双CUK升降压输出反并联组合型逆变器，该逆变器是将两个SEPIC变换器通过输入并联、输出反并联组合而成。每个CUK变换器输出半个正弦波，组合成一个完整的正弦波。双CUK升降压输出反并联组合型逆变器采用单极性调制，开关器件S₁、S₂、S₃和S₄全部采用全控器件。开关器件S₁/S₂控制正组变换器的导通关断，开关器件S₃/S₄控制反组变换器的导通关断。开关器件S₂/S₄用于选通正/反组变换器，开关器件S₁/S₃用于控制正/反组输出半个周期的正弦电压。该逆变器可实现升压和降压逆变，输入电压范围宽，对光伏电池电压变化有很好的适应性，且转换效率较高，系统简单，可模块化生产，成本低，可广泛应用于光伏并网发电系统。

技术领域

本发明涉及一种电能变换装置中的逆变器，具体涉及一种模块化双CUK升降压输出反并联组合型逆变器。

背景技术

近年来，为了应对能源危机和环境污染，太阳能、风能等新能源得到了广泛应用。新能源受气候、气象和环境等外界因素的影响较大，意味着其输出的电压变化范围较大，要求逆变器能够在宽输入电压范围内正常工作。为了解决上述问题，传统的太阳能光伏发电系统大多采用两级式并网光伏逆变器，该逆变器主要由前级高频隔离DC/DC变换器和后级网侧逆变器构成，在并网发电前将光伏阵列输出的电压升压，再接入网侧逆变器，但增加的升压变换电路，将导致系统结构复杂化，增加了整机的体积和重量，不利于提高系统的工作效率。单级式逆变器在太阳能光伏发电系统中得到了越来越广泛的应用，相比于两级式光伏并网逆变器，单级逆变器能够更好的降低系统的复杂性，节省成本，提高可靠性。

申请号为201010201172的双CUK升降压输出并型逆变器，利用两个CUK变换器组成的一种既可以升压又可以降压的单级逆变器，在输入直流侧电压高于或低于输出交流电压峰- 峰值时，此种逆变器仍能正常工作，具有较宽的输入电压范围；采用单周期控制方法，对输入侧电压的波动具有较强的抑制能力。但由于整个逆变器是一个整体，任何一个器件损坏，在更换时均需整体更换，维修复杂且成本较高；另外，由于第一CUK电路和第二CUK电路的输入电压值均为外接电源电压值的一半，一方面，导致输出电压恒定时，外接电源电压值偏高；另一方面，外接电源通过电容分压，容易造成直流电压均压不均匀，从而降低输出电压质量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种模块化双CUK升降压输出反并联组合型逆变器，采用两个CUK变换器输出端反并联的连接方式，并应用半周控制策略，实现单级DC/AC逆变。半周控制的双CUK单级逆变器，工作电流仅通过单个CUK变换电路，流经的器件少，有利于提高变换效率。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：模块化双CUK升降压输出反并联组合型逆变器，包括输入并联电路单元、电路结构相同的CUK正组输出单元和CUK反组输出单元；输入并联电路单元包括电源和第一二极管，CUK正组输出单元和CUK反组输出单元，CUK 电路的输入端均连接至电源；CUK正组输出单元/CUK反组输出单元中，电源正极与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与电容和调制用功率开关的集电极连接，电容的另一端与第二功率二极管的阳极和第二电感的一端连接，第二电感的另一端通过选通用功率开关管与负载相连，调制用功率开关管的发射极和第二功率二极管的阴极连接，共同连接于第一功率二极管的阳极，第一功率二极管的阴极与电源的负极连接；CUK正组输出单元/CUK反组输出单元的输出由选通开关控制，其输出端接储能电容和负载电阻的并联连接点、CUK反组输出单元的输出端反接储能电容和负载电阻的并联连接点。