[发明专利]一种非隔离型集成升压DC/AC变换器的控制方法

说明书

本发明公开了一种非隔离型集成升压DC/AC变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。本发明包括功率开关管S₁、S₂、S₃和S₄，二极管D、电感L_in和电容C₁；其中一种变换器的直流侧的一端与电感L_in的一端连接，电感L_in的另一端与二极管D阳极相连，二极管D阴极分别连接功率开关管S₁和S₃的端子1、电容C₁的一端，电容C₁的另一端分别连接功率开关管S₂和S₄端子2；直流侧的另一端，功率开关管S₁端子2，功率开关管S₂端子1，以及交流侧的一端均接地；功率开关管S₃端子2与功率开关管S₄端子1相连于交流侧的另一端。针对传统升压逆变器存在漏电流的问题，本发明的集成度高，体积小，能够有效解决漏电流问题。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种非隔离型集成升压DC/AC变换器及其控制方法。

背景技术

在当前全球能源供应日益紧张的背景下，清洁环保，无噪声的太阳能光伏发电受到了世界各国的普遍重视。其中逆变器是光伏发电系统中的关键接口设备。目前，无变压器的非隔离型光伏发电系统由于体积小，重量轻，成本低易于安装等特点而成为广大学者们研究的热点。然而，传统的非隔离型逆变器缺少变压器的电气隔离，由于光伏电池对地寄生电容的存在，光伏发电系统中容易产生漏电流，将导致损耗增加，安全以及电磁干扰(EMI)等问题，从而降低光伏发电系统的整体性能。

另外，通常情况下光伏、燃料电池等新能源模组的输出直流电压一般为18～56V，为达到用电设备或并网发电的要求，就必须将较低电压的电池模组进行串联，或单独通过一级直流升压变换器将其电压抬升到一定程度，然后通过传统的桥式逆变器进行能量变换，构成两级式逆变器。如果将多个模组进行串联，容易形成木桶效应，降低系统的可靠性。如果通过两级变换器组成级联的结构进行光伏发电，所需功率器件的数量增加，同时两级功率处理也会影响系统的传输效率。

近年来，针对如何解决光伏逆变器的漏电流问题，国内外广大学者从构造新型逆变器的物理结构和控制方法等方面进行了诸多研究。文献《H6 Transformerless Full-Bridge PV Grid-Tied Inverters》IEEE2014，在全桥逆变器的基础上增加了两个有源开关和两个二极管，提出了H6逆变器结构，该电路工作在正负半周的续流阶段，直流侧和交流侧断开连接关系，从而抑制了漏电流的产生。但是该电路在正常传输能量时，需要两个有源开关和一个二极管同时工作在高频状态，增加了电路的复杂性，成本和损耗。

文献《A New High-Efficiency Single-Phase Transformerless PV InverterTopology》 IEEE2011，公开了一种单级逆变器，该逆变器是一种带交流旁路的全桥逆变器拓扑结构。其中直流环节的中点通过二极管和一个双向开关钳位。其工作原理与HERIC拓扑相同。采用单极性SPWM调制实现了三电平输出电压。这种拓扑的不足之处在于需要增加死区时间，加大了输出电流的失真度。该逆变器出发点是为了降低光伏阵列电压转换中的泄漏电流，开关器件较多，增加了电路的体积，损耗大，降低了逆变器的效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中升压逆变器存在升压比低的问题，本发明提供了一种非隔离型集成升压 DC/AC变换器。本发明的变换器集成度高，升压变比较高，还能够有效解决高频漏电流的问题，进一步地，相较于现有的电路结构，它的控制方案较为简化。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：