[发明专利]能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置

权利要求书

1.一种能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：其包括：

锂电池；

前级逆变器，与锂电池电连接，由多个MOS管并联构成H桥逆变的拓扑结构；

高频变压器，包括互耦和自耦两种形式，其初级绕组端与所述前级逆变器电连接；

二次侧有源整流器件，与高频变压器的次级绕组端电连接，且由12只IGBT或MOS管构成完全自关断H桥拓扑结构形式；

有源钳位电路，与锂电池以及二次侧有源整流器件连接，用以消除电感无功电流产生的电压尖峰，并将消除的电压尖峰转移至锂电池处存储；

控制电路，具有两个控制信号输出端，分别与前级逆变器以及二次侧有源整流器件连接，且其设有用于锂电池电压检测的电压采样端以及用于锂电池电流检测的电流采样端，其还设有用于检测输出交流电压的交流电压采样端，

通过前级逆变器将锂电池输出的电压逆变转换为载有正弦波信息的方波交流电，利用高频变压器升压，并通过二次侧有源整流器件把载有正弦波信息的交流电按相位选取不同的绕组电压解调提取，并利用电感滤波，并转换为正弦波交流电。

2.根据权利要求1所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：所述锂电池与前级逆变器之间设有电容滤波电路。

3.根据权利要求1所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：所述二次侧有源整流器件与输出端之间设有LC滤波电路。

4.根据权利要求1所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：所述高频变压器为自感型或互感型，且所述高频变压器的次级绕组匝比关系为

N2:N3=1:2，

V₂：V₃=1:2；

V₂₊₃=V₂+V₃≥220*√2V，其中V₂，V₃以及V₂₊₃为三电平。

5.根据权利要求1或4所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：正弦波高频链三电平锂电池逆变装置的输出的电压值=当前选择的电平值*当前前级逆变器的占空比*变压器的匝数比。

6.根据权利要求1所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：所述有源钳位电路包括：

第一接口，用于与二次侧有源整流器件连接；

第二接口，用于与锂电池连接；

第一整流电路，与所述第一接口连接，用于交直流转换；

电量缓冲器，与所述第一整流电路的输出端连接，用于吸收及存储尖峰电压的能量；

逆变器，与电量缓冲器的正负端连接，用于将电量缓冲器转移的直流电逆变为交流方波形式；

电压转换电路，分别与逆变器的输出端以及第二接口连接，用于将由电量缓冲器存储的多余电量转移到锂电池中；

脉冲宽度调制电路，与逆变器的控制端连接，用于待钳位电路的钳位电压调节。

7.根据权利要求6所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：所述电压转换电路包括用于将电量缓冲器转移的能量转移到锂电池中的变压器以及与第二接口之间设有第二整流电路。

8.根据权利要求1所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：其中前级逆变器按

D=（（V_BATTRY*N₂₊₃/N₀）/（220√2））*( V₂₊₃/V_X)* sinØ控制运行;

式中V_BATTRY为锂电池电压，V_X为运行时所选电平电压，Ø为相位角度；（V_BATTRY*N₂₊₃/N₀）/（220√2）理论值为1。

9.根据权利要求1所述的能实现能量回馈的正弦波高频链三电平锂电池逆变装置，其特征在于：二次侧有源整流器件具有三种电平状态V₂、V₃、V₂₊₃。