[实用新型]一种用于储能系统的双向串联谐振DC/AC变换器

说明书

一种用于储能系统的双向串联谐振DC/AC变换器，包括作为输入桥的第一全桥和作为输出桥的第二全桥；第一全桥的两条桥臂间跨接变压器的一端；第一全桥的DC端口1用于作为所述DC/AC变换器的DC端口；第二全桥的两条桥臂间跨接所述变压器的另外一端，并并联所述DC/AC变换器的AC端口的两端；第二全桥的DC端口2与电容C₀相连接；第二全桥与所述变压器间串联L_r‑C_r谐振支路。该电路能够产生稳定且恒定的DC链路，并产生交流电源信号，即执行两种功率流向上的隔离以及DC/DC和DC/AC的转换；可将功率从可变直流电源（存储设备）传输到千瓦范围内的单相400V交流电网，还可扩展到三相交流电网及更高的功率传输。

技术领域

本实用新型属于微电网技术领域，涉及一种用于储能系统的双向串联谐振DC /AC变换器。

背景技术

可再生能源发电装置和储能系统在微电网中发挥着重要作用，而DC/AC变换器是连接发电机和储能系统之间的关键部件，因此改善DC/AC变换器的性能并提高其转换效率有着重要意义。

在光伏应用中，将升压转换器和全桥逆变器相结合，虽然其拓扑结构简单，但不能在双向电能流动（由直流到交流、由交流到直流）中起作用。此外，有学者提出采用多级技术的高压高频隔离型双向AC/DC变换器，其电路结构复杂，无法在低压应用（400V AC）中使用。

发明内容

本实用新型的目的在于改进上述现有技术的缺陷，提出一种用于储能系统的双向串联谐振DC / AC变换器。

本实用新型通过以下技术方法来实现上述目的：

所提出的双向串联谐振DC/AC变换器包括三个部分：第一全桥、第二全桥和谐振电路，两个全桥与串联谐振支路L_r-C_r互连构成该变换器。

第一桥作为输入桥，包括一个高频隔离型变压器和四个MOSFET管M1、M2、M3、M4。变压器安装在四个MOSFET管所构成桥臂的一侧。

第二桥作为输出桥，仅包括四个MOSFET管M5、M6、M7、M8。

直流电源与第一桥并联构成直流端口1，电容C₀与第二桥并联构成直流端口2。

谐振电路安装在两个全桥之间，由谐振电感L_r和电容C_r组成，变压器的寄生电感包含在谐振电感L_r中。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本实用新型公开了一种具有隔离功能的串联谐振DC/AC变换器，该变换器基于改进的DC/DC拓扑结构，可以将能量从存储设备（DC）传递至电网（AC）中。

该电路能够产生一个稳定且恒定的DC链路，并在此基础上产生交流电源信号，即在一个电路中执行两种功率流向上的隔离以及DC/DC和DC/AC的转换；可将功率从可变直流电源（存储设备）传输到千瓦范围内的单相400V交流电网，还可扩展到三相交流电网及更高的功率传输。此外，本实用新型还在充电和放电两种模式下对该变换器做出了时域分析，并公开了该变换器的工作原理。

附图说明

图1为本实用新型所提出的双向DC/AC变换器原理电路图；

图2为本实用新型在放电模式时域分析下的简化电路图：（a）（或A+）时间间隔（b）（或T-）时间间隔（c）（或T+）时间间隔（d）（或T_W）时间间隔（e）用于C₀放电时C_r放电的（f）仅C₀放电；