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一種八開關(guān)逆變器的制作方法

文檔序號:12925371閱讀:351來源:國知局
一種八開關(guān)逆變器的制作方法與工藝

本實用新型涉及逆變器領(lǐng)域,尤其一種八開關(guān)逆變器。



背景技術(shù):

隨著環(huán)境污染和能源危機的加劇,對清潔能源的需求越來越迫切,新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)運而生,逆變器則是新能源發(fā)電必不可少的重要組成部分。光伏發(fā)電是一種典型的新能源發(fā)電形式,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽能電池板發(fā)出的電能為直流電,然而我國民用電網(wǎng)基本是交流電網(wǎng),且民用電力的負(fù)載也大多為交流負(fù)載,因此太陽能電池板發(fā)出的直流電不適合直接用于日常供電,需要將直流電轉(zhuǎn)化為與民用電力相匹配的交流電,實現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性。逆變器通過電路中開關(guān)的切換,將新能源發(fā)電產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為和交流電網(wǎng)同頻率同相位的交流電,與交流電網(wǎng)相連接,向電網(wǎng)輸送能量,從而保證新能源發(fā)電所產(chǎn)生電能的可靠利用。

現(xiàn)有技術(shù)中的全橋逆變器,如圖1所示,電路中一共有八個開關(guān)和兩個電感。八個開關(guān)分別為可控單向開關(guān)So1、二極管Do1、可控單向開關(guān)So2、二極管Do2、可控單向開關(guān)So3、二極管Do3、可控單向開關(guān)So4、二極管Do4,可控單向開關(guān)可以通過驅(qū)動信號的高、低電平控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷,且開關(guān)導(dǎo)通時電流只能單方向流動,二極管Do1、二極管Do2、二極管Do3、二極管Do4四個開關(guān)為不可控單向開關(guān),不可控單向開關(guān)不需要驅(qū)動信號進(jìn)行控制,只要其承受正向電壓,開關(guān)即導(dǎo)通,否則開關(guān)關(guān)斷,且開關(guān)導(dǎo)通時電流只能單方向流動。電感為L1和L2,起到了濾波的作用。

全橋逆變器中,可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4的驅(qū)動信號相同,兩個開關(guān)同時導(dǎo)通和關(guān)斷,可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3的驅(qū)動信號相同,兩個開關(guān)同時導(dǎo)通和關(guān)斷,且可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4和可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3交替導(dǎo)通,即可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4導(dǎo)通時可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3關(guān)斷,可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4關(guān)斷時可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3導(dǎo)通。UDC為輸入直流電壓,電壓極性始終要上正下負(fù),uAC為輸出交流電壓,當(dāng)可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4導(dǎo)通時uAC電壓極性上正下負(fù),當(dāng)可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3導(dǎo)通時uAC電壓極性上負(fù)下正,因此uAC的大小和方向隨時間變化,全橋逆變器實現(xiàn)了直流電到交流電的電能變換。

從全橋逆變器的電路圖可以看出,可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So2串聯(lián)后直接和輸入直流電UDC并聯(lián),同樣開關(guān)可控單向開關(guān)So3、可控單向開關(guān)So4串聯(lián)后也直接和輸入直流電UDC并聯(lián)。在可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4關(guān)斷、可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3導(dǎo)通的瞬間,以及可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4導(dǎo)通,可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3關(guān)斷的瞬間,因為開關(guān)的不可靠導(dǎo)通和關(guān)斷,會導(dǎo)致極短時間內(nèi)可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So2的同時導(dǎo)通和可控單向開關(guān)So3、可控單向開關(guān)So4的同時導(dǎo)通,這就會造成輸入直流電UDC的瞬間短路,會在可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So2的串聯(lián)支路以及可控單向開關(guān)So3、可控單向開關(guān)So4的串聯(lián)支路中產(chǎn)生極大的電流,對開關(guān)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害,影響了逆變器的可靠性和工作時的安全性。

因此,全橋逆變電路需要給電路中開關(guān)的驅(qū)動信號設(shè)置死區(qū)以避免瞬間短路,即在對驅(qū)動信號由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r刻進(jìn)行短時間的延遲,從而導(dǎo)致兩方面的缺點,一是設(shè)置死區(qū)增加了逆變器控制的復(fù)雜程度,二是死區(qū)會導(dǎo)致逆變器輸出的交流電壓和電流發(fā)生畸變,降低逆變器向電網(wǎng)輸送的電能質(zhì)量。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中全橋逆變電路需要給電路中開關(guān)的驅(qū)動信號設(shè)置死區(qū)以避免瞬間短路,即在對驅(qū)動信號由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r刻進(jìn)行短時間的延遲問題,因此,在此提供一種八開關(guān)逆變器。

一種八開關(guān)逆變器,其特征在于,包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)、第八開關(guān);

所述第一開關(guān)和第二開關(guān)的輸出端連接,所述第三開關(guān)和第四開關(guān)的輸入端連接,所述第五開關(guān)和第六開關(guān)的輸出端連接,所述第七開關(guān)和第八開關(guān)的輸入端連接;

所述第一開關(guān)的輸入端、第三開關(guān)的輸出端、第五開關(guān)的輸入端和第七開關(guān)的輸出端連接后并與直流源的正極或負(fù)極連接;

所述第二開關(guān)的輸入端、第四開關(guān)的輸出端、第六開關(guān)的輸入端、第八開關(guān)的輸出端連接后與直流源的另一極連接。

進(jìn)一步地,還包括第一電感、第二電感、第三電感、第四電感;

所述第一電感一端和第二電感的一端連接后作為交流輸出的一端,第一電感的另一端與第一開關(guān)的輸出端連接;所述第二電感的另一端與第三開關(guān)的輸入端連接;

所述第三電感的一端和第四電感的一端連接作為交流輸出的另一端,第三電感的另一端與第五開關(guān)的輸出端連接,第四電感的另一端和第七開關(guān)的輸入端連接。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)的驅(qū)動端、第三開關(guān)的驅(qū)動端、第六開關(guān)的驅(qū)動端、第八開關(guān)的驅(qū)動端連接作為第一驅(qū)動端,所述第二開關(guān)的驅(qū)動端、第四開關(guān)的驅(qū)動端、第五開關(guān)的驅(qū)動端、第七開關(guān)的驅(qū)動端連接作為第二驅(qū)動端。

進(jìn)一步地,所述第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端啟閉互補。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)、第八開關(guān)均為可控單向開關(guān)。

進(jìn)一步地,所述直流源為光伏面板。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)的輸入端、第三開關(guān)的輸出端、第五開關(guān)的輸入端和第七開關(guān)的輸出端連接后并與直流源的正極連接。

進(jìn)一步地,還包括電磁干擾濾波器,所述電磁干擾濾波器包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述電磁干擾濾波器的第一輸入端與第一電感和第二電感的連接點連接,第二輸入端與第三電感和第四電感的連接點連接,第一輸出端和第二輸出端分別為交流輸出的兩端。

本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型中不存在開關(guān)串聯(lián)后直接和輸入直流電UDC并聯(lián)的情況,電感 L1、電感L2、電感L3、電感L4中至少有兩個電感始終會出現(xiàn)在開關(guān)的串聯(lián)支路中。因為電感電流不能突變,帶電感的開關(guān)串聯(lián)支路不會導(dǎo)致UDC的瞬間短路而產(chǎn)生大電流,因此無需給電路中開關(guān)的驅(qū)動信號設(shè)置死區(qū)以避免瞬間短路,這就避免了全橋逆變電路的缺點。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中逆變器的原理圖。

圖2是本實用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的正極連接時的電路圖。

圖3是本實用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的正極連接時且包括電磁干擾濾波器的電路圖。

圖4是本實用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的負(fù)極連接時的電路圖。

圖5是本實用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的負(fù)極連接時且包括電磁干擾濾波器的電路圖。

具體實施方式

實施例1

如圖2所示,一種八開關(guān)逆變器,包括第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4。所述第一開關(guān)S1和第二開關(guān)S2的輸出端連接,所述第三開關(guān)S3和第四開關(guān)S4的輸入端連接,所述第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6的輸出端連接,所述第七開關(guān)S7和第八開關(guān)S8的輸入端連接。所述第一開關(guān)S1的輸入端、第三開關(guān)S3的輸出端、第五開關(guān)S5的輸入端和第七開關(guān)S7的輸出端連接后并與直流源UDC的正極連接。

所述第二開關(guān)S2的輸入端、第四開關(guān)S4的輸出端、第六開關(guān)S6的輸入端、第八開關(guān)S8的輸出端連接后與直流源UDC的負(fù)極連接。

所述第一電感L1一端和第二電感L2的一端連接后作為交流輸出的一端,第一電感L1的另一端與第一開關(guān)S1的輸出端連接;所述第二電感L2的另一端與第三開關(guān)S3的輸入端連接。所述第三電感L3的一端和第四電感L4的一端連接作為交流輸出的另一端,第三電感L3的另一端與第五開關(guān)S5的輸出端連接,第四電感L4的另一端和第七開關(guān)S7的輸入端連接。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1的驅(qū)動端、第三開關(guān)S3的驅(qū)動端、第六開關(guān)S6的驅(qū)動端、第八開關(guān)S8的驅(qū)動端連接作為第一驅(qū)動端,所述第二開關(guān)S2的驅(qū)動端、第四開關(guān)S4的驅(qū)動端、第五開關(guān)S5的驅(qū)動端、第七開關(guān)S7的驅(qū)動端連接作為第二驅(qū)動端。第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端啟閉互補。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8均為可控單向開關(guān)。

進(jìn)一步地,所述直流源UDC為光伏面板。

如圖3所示,逆變器還包括電磁干擾濾波器1,所述電磁干擾濾波器1包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述電磁干擾濾波器1的第一輸入端與第一電感L1和第二電感L2的連接點連接,第二輸入端與第三電感L3和第四電感L4的連接點連接,第一輸出端和第二輸出端分別為交流輸出的兩端。

實施例2

如圖4所示,一種八開關(guān)逆變器,包括第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4。所述第一開關(guān)S1和第二開關(guān)S2的輸出端連接,所述第三開關(guān)S3和第四開關(guān)S4的輸入端連接,所述第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6的輸出端連接,所述第七開關(guān)S7和第八開關(guān)S8的輸入端連接。所述第一開關(guān)S1的輸入端、第三開關(guān)S3的輸出端、第五開關(guān)S5的輸入端和第七開關(guān)S7的輸出端連接后并與直流源UDC的負(fù)極連接。

所述第二開關(guān)S2的輸入端、第四開關(guān)S4的輸出端、第六開關(guān)S6的輸入端、第八開關(guān)S8的輸出端連接后與直流源UDC的正極連接。

所述第一電感L1一端和第二電感L2的一端連接后作為交流輸出的一端,第一電感L1的另一端與第一開關(guān)S1的輸出端連接;所述第二電感L2的另一端與第三開關(guān)S3的輸入端連接。所述第三電感L3的一端和第四電感L4的一端連接作為交流輸出的另一端,第三電感L3的另一端與第五開關(guān)S5的輸出端連接,第四電感L4的另一端和第七開關(guān)S7的輸入端連接。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1的驅(qū)動端、第三開關(guān)S3的驅(qū)動端、第六開關(guān)S6的驅(qū)動端、第八開關(guān)S8的驅(qū)動端連接作為第一驅(qū)動端,所述第二開關(guān)S2的驅(qū)動端、第四開關(guān)S4的驅(qū)動端、第五開關(guān)S5的驅(qū)動端、第七開關(guān)S7的驅(qū)動端連接作為第二驅(qū)動端。第一驅(qū)動端和第二驅(qū)動端啟閉互補。

進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8均為可控單向開關(guān)。

進(jìn)一步地,所述直流源UDC為光伏面板。

如圖5所示,逆變器還包括電磁干擾濾波器1,所述電磁干擾濾波器1包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述電磁干擾濾波器1的第一輸入端與第一電感L1和第二電感L2的連接點連接,第二輸入端與第三電感L3和第四電感L4的連接點連接,第一輸出端和第二輸出端分別為交流輸出的兩端。

實施例3

一種八開關(guān)逆變器的控制方法,其中八開關(guān)逆變器的連接方式與實施例1相同。首先在電網(wǎng)電壓正半周時,控制第一驅(qū)動端為高電平,此時,直流源UDC、第一開關(guān)S1、第一電感L1、交流輸出端uAC、第四電感L4、第八開關(guān)S8構(gòu)成回路;然后在電網(wǎng)電壓負(fù)半周時,控制第二驅(qū)動端為高電平,此時,直流源UDC、第五開關(guān)S5、第三電感L3、交流輸出端uAC、第二電感L2、第四開關(guān)S4構(gòu)成回路。

實施例4

一種八開關(guān)逆變器的控制方法,其中八開關(guān)逆變器的連接方式與實施例2相同。首先在電網(wǎng)電壓正半周時,控制第二驅(qū)動端為高電平,此時,直流源UDC、第二開關(guān)S2、第一電感L1、交流輸出端uAC、第四電感L4、第七開關(guān)S7構(gòu)成回路;然后在電網(wǎng)電壓負(fù)半周時,控制第二驅(qū)動端為高電平,此時,直流源UDC、第六開關(guān)S6、第三電感L3、交流輸出端uAC、第二電感L2、第三開關(guān)S3構(gòu)成回路。

以上僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型創(chuàng)造,凡在本實用新型創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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