[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

说明书

本发明专利涉及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，其包括：锂电池；前级逆变器；高频变压器，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；有源钳位电路，控制电路。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(三电平)解调提取，再通过电感电容滤波，转换为正弦波形式的交流电。本专利的重点是采用了高频链、多电平解决方案，重要的中间能量转换环节应用了高频变压器，多电平电路，降低了谐波，减小了无功电流；本专利控制方案不但降低了整机重量，也提高了系统效率。

技术领域

本发明涉及一种工业领域的逆变器电源，具体涉及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。

背景技术

随着锂电池能量重量比的提高，锂电池作为能量来源的移动交流电源(锂电池逆变器)的应用越来越广。锂电池逆变器相比于汽(柴)油发电机具有移动方便，对负载变化响应快，输出电压稳定，无噪音不扰民，无污染，环保性能好，重量轻。锂电池逆变器逐步取代发电机，将成为更好的选择。

市场上在应用的锂电池逆变器一般采用工频变压器作为能量转换的中间环节，这种方案易于实现控制，但效率低，重量大。对于便携产品，既轻便易于携带，又有更长久的续航出力，将会是使用者更好的选择。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供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。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

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。

所述锂电池与前级逆变器之间设有电容滤波电路。

所述二次侧有源整流器件与输出端之间设有LC滤波电路。

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。

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。

所述有源钳位电路包括：