[发明专利]高增益单相逆变器、控制方法及三相逆变器

说明书

本发明提供了一种高增益单相逆变器，包括直流电源、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第二双向开关、第一双向开关、第五开关管、第五二极管。上述高增益单相逆变器，当想要达到的增益0或想要达到的增益1时，工作在第一工作模式，此时即为断续逆变器工作模式，当0想要达到的增益1时，此时断续逆变器工作模式无法满足工作条件，切换到第二工作模式，由降压电路来继续工作，从而实现高增益。本发明还提供了一种高增益单相逆变器的控制方法和一种三相逆变器。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，特别涉及一种高增益单相逆变器、控制方法及三相逆变器。

背景技术

逆变器分为电压源逆变器与电流源逆变器，而传统的电压源逆变器大多数是降压电路，也就是输出交流电压要低于输入直流电压。所以，目前很多应用是在逆变电路前加一级升压电路（如Boost电路），那这样逆变器就成为了两级结构，会增加体积以及降低系统稳定性，因此研究单级高增益的逆变器是至关重要的，因此有学者提出了Z源逆变器，它是由两个电感和两个电容构成的阻抗网络，能够实现升压的功能，因此得到了广泛研究。

针对非隔离型逆变系统出现的漏电流问题，主要有两种思路来解决这个问题，一种思路是通过拓扑和调制，国内外学者提出了许多改进的拓扑结构，主要可以分为单电感结构和对称电感结构，其中对称电感结构又可以分为直流侧旁路和交流侧旁路两种结构，较为典型的结构有H5、H6、改进型H6、混合H6和HERIC等拓扑结构。虽然这些改进型拓扑和控制在一定程度上减小了漏电流，但是也只能是抑制，不能从根源解决漏电流问题。另外一种思路是运用输入输出共地的拓扑结构，漏电流的产生是因为光伏阵列与大地之间存在寄生电容，同时由于没有变压器的隔离作用，就会有电流经过寄生电容在电路中形成回路，从而产生漏电流，如果构造输入输出共地的拓扑，就能够将寄生电容旁路掉，从而从根源上解决漏电流问题。

现有技术中，例如《Low-Cost Semi-Z-source Inverter for Single-PhasePhotovoltaic Systems》提到了如下图1和图2的两种逆变器，一种命名为Semi-Z源逆变器（如图1所示），另一种命名为Semi-quasi-Z源逆变器（如图2所示），与传统的Z源逆变器相比，只用到了两个开关管，同时，保留了Z源的阻抗网络，但是没有利用Z源的直通状态，更多的是，实现了输入与输出的共地，彻底地解决了漏电流问题，但是，该电路存在了很大的缺点，那就是提出的两个拓扑的正向增益最大只能达到1，而负向增益可以达到无穷大，所以该逆变器最大只能做到1倍增益。

现有技术中，如中国专利（申请）CN201810654075.X（高增益单相单级无变压器型光伏逆变器及其控制方法）以及CN201910693423.9（一种高增益三开关逆变器及控制方法）:

在成本方面：上述两个专利（申请）都是应用大量的无源元件（用了7个电感和电容），开关器件和独立二极管在CN201810654075.X中为3个，CN201910693423.9中为5个，成本较大；

在效率方面：上述两个专利（申请）拓扑及控制上，电流流通路径上通过太多的元件，势必增加元件损耗，且存在多组电感和电容的串并联回路，导致内部无功电流较大，增加器件的电流应力和进一步降低效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高增益单相逆变器、控制方法及三相逆变器，以解决现有的逆变器最大只能做到1倍增益的问题。