一种逆变器的制造方法_3

文档序号:10283581阅读:来源:国知局
相同时,图4所示的拓扑能够 实现更好滤波效果。需要说明的是,图4以及下面的实施例中以储能单元包括电容Cd。为例加 以说明。
[0070] 在图4所示的电路的基础上,所述逆变器还可以包括与所述第二支路并联的第三 支路,所述第三支路包括滤波电容Co,例如图5所示。
[0071] 从图5中可以看出,流经第一电感1^流经第二支路(包括电网电压Vgrid和第二电感 L2)和第三支路(包括滤波电容Co),第二支路和第三支路的电流分配由这两条支路的阻抗决 定。并且,图5所示的逆变器在正常工作时构成了如图6所示的LCL滤波器的等效图,有利于 滤波器的优化设计。其中,用于生成驱动信号的调制波在正半周时,ν 1=ν?,用于生成驱动 信号的调制波在负半周时,ViiVAB。其中,^为桥臂输出电压(即桥臂1或者桥臂2的两端电 压),V AB为A点和B点的电压差,VCD为C点和D点的电压差。
[0072] 在图2所示的逆变器的基础上,所述第二支路还可以包括:第二电感1^2、第三电感L3 和滤波电容Co,所述交流输出端与所述第三电感L3构成串联电路,所述串联电路与滤波电容 Co构成并联电路,所述并联电路与所述第二电感L2串联。其中,与图5类似,第一电感U、第二 电感L2、第三电感L3和滤波电容Co同样构成LCL滤波器。
[0073] 下面具体说明两种可能的具体结构。
[0074] 例如图7所示,所述并联电路的第一端连接所述第二支路的第一端(B点),所述并 联电路的第二端连接所述第二电感L2的第一端,所述第二电感L2的第二端连接所述第二支 路的第二端(D点)。其中,所述交流输出端(电网电压V grid)与第三电感L3的位置关系可以如 图7所示,也可以互换位置。
[0075] 例如图8所示,所述第二电感。的第一端连接所述第二支路的第一端(B点),所述 第二电感1^的第二端连接所述并联电路的第一端,所述并联电路的第二端连接所述第二支 路的第二端(D点)。其中,所述交流输出端(电网电压V grid)与第三电感L3的位置关系可以如 图8所示,也可以互换位置。
[0076] 下面对本实用新型逆变器的调制方式和工作模态进行说明,其中以图2所示的电 路,并且储能单元包括电容Cd。为例进行说明。对于其他电路结构,所不同的在于图2中,第一 电感U上的电流全部流经电网电压V grid,而在图4-5,图7-8所示的电路中,第一电感U上的 电流除了流经电网电SVgrid之外,还会流经第二电感L 2、第三电感L3、或者滤波电容Co。
[0077] 本实用新型逆变器可采用图9所示的调制方式,其中,Vr为用于生成驱动信号的调 制波,Vi为桥臂输出电压,M1-M6为分别对应第一开关管Si至第六开关管S6的驱动信号,横坐 标为时间t。在Vr的正半周期间,Ml、M3及M5持续低电平,M2和M6持续高电平,M4使得第四开 关管S4高频工作于SPWM(Sinus 〇idal PWM,正弦波脉冲宽度调制)状态;在Vr的负半周期间, M2、M4和M6持续低电平,M3和M5持续高电平,Ml使得第一开关管S1高频工作于SP丽状态。需 要注意的是Ml和M2之间、M4和M5之间、M3和M6之间需要设置合适的死区时间。
[0078] 当本实用新型中的各个开关管采用M0S管等本身即可反向导通的开关管时,可以 采用图10所示的另一种调制方式,该调制方式可以实现第二开关管&和第五开关管S 5的同 步整流功能,以减少第二开关管&和第五开关管&的导通损耗。与图9所示的调制方法不同 的是,在Vr正半周期间,M5与M4互补;Vr负半周期间,M2与Ml互补。同样,Ml和M2之间、M4和M5 之间、M3和M6之间需要设置合适的死区时间。分析图10的调制方式可知,第三开关管&和第 六开关管S 6可共源极驱动,且由于第三开关管S3和第六开关管S6工频导通,且在电网电压 Vgrid过零点处切换,B点和D点的电压无高频跳动,有利于第二开关管&和第五开关管&的驱 动。需要说明的是,若某一开关管为M0S管时,当电流反向流经该开关管时,该开关管工作于 同步整流状态,该开关管未导通期间电流流经其反并联二极管,该开关管导通后,根据该开 关管以及反并联二极管的阻抗分配流经两者的电流。
[0079] 根据电网极性的不同,对桥臂1上的开关管,和桥臂2上的开关管的调制方式可以 互换,具体如图11-图12所示,这里不再详述。
[0080] 可见,本实用新型中,第三开关管S3和第六开关管s6始终工作于工频并且低压工 况,在全功率因数范围每时刻均只有两个管子高频工作。相比于图1所示的逆变器,多了一 个低压工频管的导通损耗,但少了一个高频管的开关损耗,选用价格相同的管子时,所述拓 扑效率更优。
[0081] 其中,无论是采用图9-图12任一种调制方法,都非常适合第二开关管52对第一开 关管Si的自举驱动,以及第五开关管&对第四开关管S 4的自举驱动。
[0082] 从图9和图10可以看出,在本实用新型中,对应不同的输出电平,所述逆变器中各 个开关管的驱动信号分别是:
[0083] +1电平:第二开关管S2、第四开关管S4和第六开关管S 6的驱动信号为高电平,第一 开关管Si、第三开关管&和第五开关管&的驱动信号为低电平;
[0084] +0电平:第二开关管&和第六开关管S6的驱动信号为高电平,第五开关管&的驱动 信号为高电平或者低电平,第一开关管Si、第三开关管&和第四开关管S4的驱动信号为低电 平;
[0085] -1电平:第一开关管Si、第三开关管S3和第五开关管S5的驱动信号为高电平,第二 开关管&、第四开关管S4和第六开关管S6的驱动信号为低电平;
[0086] -0电平:第三开关管&和第五开关管&的驱动信号为高电平,第二开关管&的驱动 信号为高电平或者低电平,第一开关管Si、第四开关管S4和第六开关管S6的驱动信号为低电 平。
[0087] 如图11和图12所示,根据电网极性的不同,上述+1电平和-1电平的驱动信号可以 互换,同时,上述+〇电平和-〇电平的驱动信号也互换,相当于桥臂1和桥臂2上对应位置的开 关管驱动信号互换,此时,所述逆变器中各个开关管的驱动信号分别是:
[0088] +1电平:所述第一开关管(&)、所述第三开关管(&)和所述第五开关管(&)的驱动 信号为高电平,所述第二开关管(&)、所述第四开关管(S 4)和所述第六开关管(S6)的驱动信 号为低电平;
[0089] +0电平:所述第三开关管(&)和所述第五开关管(&)的驱动信号为高电平,所述第 二开关管(&)的驱动信号为高电平或者低电平,所述第一开关管(SO、所述第四开关管(S4) 和所述第六开关管(S6)的驱动信号为低电平。
[0090] -1电平:所述第二开关管(&)、所述第四开关管(S4)和所述第六开关管(S 6)的驱动 信号为高电平,所述第一开关管(Si)、所述第三开关管(S3)和所述第五开关管(&)的驱动信 号为低电平;
[0091] -0电平:所述第二开关管(&)和所述第六开关管(S6)的驱动信号为高电平,所述第 五开关管(&)的驱动信号为高电平或者低电平,所述第一开关管(Si)、所述第三开关管(S3) 和所述第四开关管(S 4)的驱动信号为低电平。
[0092] 下面以图9和图10所示的调制方式为例,分别对各个输出电平的工作模态进行说 明。首先说明有功的工作模态。
[0093] 图13为输出"+Γ电平时的工作模态,由于第二开关管&、第四开关管S4和第六开关 管S6的驱动信号为高电平,因此第二开关管S 2、第四开关管S4和第六开关管S6导通,其余开 关管关断。图14为输出"+0"电平时的工作模态,由于第二开关管&和第六开关管S 6的驱动信 号为高电平,第五开关管&的驱动信号为高电平或者低电平,因此
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