逆变器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电路，且特别是有关于一种逆变器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]逆变器(inverter )是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电，它由逆变桥、控制电路和滤波电路组成。在光伏产业中，太阳能逆变器主要功能是将太阳能电池板输出的直流电逆变成交流电。直流电通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与负载/电网频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。
[0003]在实际应用中，无变压器结构的逆变器因为其高效率和低重量被广泛应用于光伏发电场合。但因为光伏面板寄生电容的缘故，当无变压器结构的逆变器输出有共模电压量时，会形成漏电流环路，影响面板寿命及使用者安全。除非采用双极性调制，否则有很大的共模电压，但是双极性调制会带来很大的电感电流纹波，使得逆变器效率减低。
[0004]为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，因此，如何在控制漏电流的同时提升逆变器的效率，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域极需改进的目标。
【发明内容】
[0005]本发明的一方面是在提供一种逆变器及其控制方法，以提升效率。
[0006]本发明所提供的逆变器包括第一、第二桥臂与第一、第二、第三、第四、第五、第六二极管。第一桥臂电性耦接直流源，第二桥臂并联第一桥臂。第一桥臂包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关与第五开关依次串联；第二桥臂包括第六开关、第七开关、第八开关、第九开关与第十开关依次串联。第一二极管与串接的第一、第二开关反并联，第二二极管与串接的第四、第五开关反并联，第三二极管与串接的第六、第七开关反并联，第四二极管与串接的第九、第十开关反并联。第五二极管的阴极连接第二、第三开关之间的连接点，第五二极管的阳极连接第八、第九开关之间的连接点；第六二极管的阴极连接第七、第八开关之间的连接点，第六二极管的阳极连接第八、第九开关之间的连接点。
[0007]于一实施例中，第一开关与所述第二开关反向串联，第四开关与所述第五开关反向串联，第六开关与所述第七开关反向串联，第九开关与所述第十开关反向串联。
[0008]于一实施例中，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九与第十开关皆为金属一氧化物半导体场效应管。
[0009]于一实施例中，第一、第二、第三、第四二极管为快恢复二极管或碳化硅二极管。
[0010]于一实施例中，直流源为光伏面板。
[0011]于一实施例中，第三、第四开关之间的连接点作为第一输出点，第八、第九开关之间的连接点作为第二输出点。
[0012]于一实施例中，第二、第三开关之间的连接点作为第一输出点，第七、第八开关之间的连接点作为第二输出点。
[0013]于一实施例中,第一输出点连接一第一电感器,第二输出点连接一第二电感器。
[0014]于一实施例中,第一电感器与第二电感器分别连接电磁干扰滤波器。
[0015]另一方面，本发明所提供的逆变器的控制方法包括以下步骤:同步启闭第一、第二、第九、第十开关，并控制第三或第八开关的启闭与第一、第二、第九、第十开关的启闭互补；同步启闭第四、第五、第六、第七开关；当第八开关的启闭与第一、第二、第九、第十开关的启闭互补时，控制第三开关的启闭动作与第四、第五、第六、第七开关的启闭动作互补；而当第三开关的启闭与第一、第二、第九、第十开关的启闭互补时，控制第八开关的启闭动作与第四、第五、第六、第七开关的启闭动作互补。
[0016]当第三、第四开关之间的连接点作为第一输出点，且当第八、第九开关之间的连接点作为第二输出点时，第八开关的启闭与第一、第二、第九、第十开关的启闭互补，第三开关的启闭动作与第四、第五、第六、第七开关的启闭动作互补。
[0017]于一实施例中，第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，第一、二电感器分别连接电磁干扰滤波器，控制方法还包括:持续开通第三开关，第一、第二、第九、第十开关同时交替性地开通、关断，且与第八开关的开通、关断的动作互补，在第一、第二、第九、第十开关开通后，直流源给第一、第二电感器充磁，其中第一电感器的电感电流与电磁干扰滤波器的输出端的电网电压同为正值。
[0018]于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第三开关，第一、第二、第九、第十开关同时交替性地开通、关断，且与第八开关的开通、关断的动作互补，在第一、第二、第九、第十开关关断后，于所述第八开关未开通时，第一、第二电感器通过第三开关与第五二极管续流；在所述第八开关开通后，无电流通过第八开关开，其中第一电感器的电感电流与逆变器的输出端的电压同为正值。
[0019]于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第三开关，第一、第二、第九、第十开关同时交替性地开通、关断，且与第八开关的开通、关断的动作互补，在第八开关开通后，逆变器的输出端的电压通过第六二极管与第八开关给第一、第二电感器充磁，且第三开关开通而无电流通过第三开关，其中逆变器的输出端的电压为正值，而第一电感器的电感电流为负值。
[0020]于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第三开关，第一、第二、第九、第十开关同时交替性地开通、关断，且与第八开关的开通、关断的动作互补，在第八开关关断后，于第一、第二、第九、第十开关未开通时，第一、第二电感器的电感电流通过第一二极管、第三开关与第四二极管续流，于第一、第二、第九、第十开关开通时，第一、第二、第九、第十开关同时开通，第一、第二电感器的电感电流通过第一、第二、第九、第十开关续流，其中逆变器的输出端的电压为正值，而第一电感器的电感电流为负值。
[0021 ] 于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第八开关，第四、第五、第六、第七开关同时交替性地开通、关断，且与第三开关的开通、关断的动作互补，在第四、第五、第六、第七开关开通后，直流源给第一、第二电感器充磁，其中第一电感器的电感电流与逆变器的输出端的电压同为负值。
[0022]于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第八开关，第四、第五、第六、第七开关同时交替性地开通、关断，且与第三开关的开通、关断的动作互补，在第四、第五、第六、第七开关关断后，于第三开关未开通时，第一、第二电感器通过第八开关与第六二极管续流；在第三开关开通后，无电流通过第三开关，其中第一电感器的电感电流与逆变器的输出端的电压同为负值。
[0023]于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第八开关，第四、第五、第六、第七开关同时交替性地开通、关断，且与第三开关的开通、关断的动作互补，在第三开关开通后，逆变器的输出端的电压通过第五二极管与第三开关给第一、第二电感器充磁，且第三开关开通而无电流通过，其中逆变器的输出端的电压为负值，而第一电感器的电感电流为正值。
[0024]于一实施例中,第一输出点连接第一电感器，第二输出点连接第二电感器，控制方法还包括:持续开通第八开关，第四、第五、第六、第七开关同时交替性地开通、关断，且与第三开关的开通、关断的动作互补，在第三开关关断后，于第四、第五、第六、第七开关未开通时，第一、第二电感器的电感电流通过第二二极管、第八开关与第三二极管续流；在第四、第五、第六、第七开关同时开通后，第一、第二电感器的电感电流通过第四、第五、第六、第七开关续流，其中逆变器的输出端的电压为负值，而第一电感器的电感电流为正值。
[0025]于一实施例中，当第二、第三开关之间的连接点作为第一输出点，且当第七、第八开关之间的连接点作为第二输出点时，第三开关的启闭与第一、第二、第九、第十开关的启闭互补，第八开关的启闭动作与第四、第五、第六、第七开关的启闭动作互补。
[0026]综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。本发明针对光伏产业，提供了具备无功输出能力的逆变器，通过对称地选择开关，可以使得第一输出点和第二输出点电位之和恒定，无共模电压波动，使得逆变器可以适用与没有变压器隔离的光伏并网发电系统中，或是广泛地运用在各种领域(如:应用于负载)。
[0027]以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。
【附图说明】
[0028]为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:
[0029]图1是依照本发明一实施例的一种逆变器的电路图；以及
[0030]图2是基于第I图的逆变器的电压、电流的波形图；
[0031]图3是绘示图1的逆变器于第一工作模态中的示意图；
[0032]图4是绘示图1的逆变器于第二工作模态中的示意图；
[0033]图5是绘示图1的逆变器于第三工作模态中的示意图；
[0034]图6是绘示图1的逆变器于第四工作模态中的示意