专利名称：一种宽电压输入范围的逆变器及其输入级电路的制作方法
技术领域：
本发明属于电能转换领域，具体涉及一种宽电压输入范围的逆变器及其输入级电路。
背景技术：
逆变器是一种将直流转换为交流的转换装置。而并网逆变器是指将可再生能源产生的直流电能高效能的转换为可并接至市电的与市电同频率、同相位的交流 电的逆变器，并网逆变器一般包括光伏并网逆变器、风能并网逆变器、燃料电池并网逆变器等。在很多并网逆变器中，如光伏并网逆变器，太阳能电池的输出特性会随着外部环境条件的变化而改变，在夜间太阳能电池输出电压接近O，太阳能电池最大功率点对应电压值，会随着温度、光照强度而发生变化；而且不同类型的太阳能电池(单晶、多晶、薄膜)的特性不同，最大功率点电压与开路电压值比例相差也较大；对于不同厂家生产的电池组件，由多个小的电池单元通过不同的串并联得到较高的电压值、电流值，而不同数量的太阳能电池单元串并联组合得到的太阳能电池组件电压、电流也不尽相同。因此，为适应更多种型号的太阳能电池组件，需要逆变器具有一个较宽的输入电压范围。现有的逆变器，为满足不同输入电压的要求，在逆变电路前设置电压变换电路(升压或降压电路)，如图I所示的光伏逆变器的降压控制电路，通过驱动控制电路可以控制开关11、12的开闭，降压(BUCK，BUCK电路即降压电路)电路由功率开关11、二极管13、电感14和电容15构成，当输入电压过低时，开关11就会闭合旁路，使逆变器输入级的直流母线直接与输入短接来提高输入电压。但该降压电路，输入电压的范围较窄，对于低电压的输入仍然不能满足逆变器的工作要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路，以解决现有技术中输入电压范围窄，不能满足逆变器的工作要求的问题。本发明实施例提供了一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路，所述电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关Kl和模式选择开关K2，所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连，第一开关管的输出端连接所述第一电感LI和所述第二开关管Q2，所述第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭，所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。本发明实施例还提供另一种宽电压输入范围的逆变器，包括逆变器输入级的直流母线模块和逆变模块，所述逆变器输入级的直流母线模块与逆变模块相连，在直接母线模块与输入电路间还连接有输入级电路，所述输入级电路包括在直接母线模块与输入电路间还连接有输入级电路，所述输入级电路包括所述电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关Kl和模式选择开关K 2，所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连，第一开关管的输出端连接第一电感LI和第二开关管Q2,第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭，所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。本发明实施例还提供了一种根据上述宽电压输入范围的逆变器输入级电路或上述宽电压输入范围的逆变器实现宽电压输入的方法，所述方法包括如下步骤
所述采样控制模块采集输入电路的电压值；将采集的输入电压与逆变器输入级的直流母线允许的电压范围进行比较；当采集的输入电压低于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最低电压值时，采样控制模块提高第一开关管Ql的占空比值；当采集的输入电压高于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最高电压值时，采样控制模块减小第一开关管Ql的占空比值；当采集的输入电压在逆变器输入级的直流母线允许的电压范围内时，采样控制模块控制旁路开关Kl导通，模式选择开关K2切换至旁路模式。本发明实施例所述的宽电压输入范围的逆变器输入级电路，可由采样控制模块对第一开关管Q1、第二开关管Q2进行周期性的开闭控制，当控制第一开关管Ql导通、第二开关管Q2关闭时,输入电压对第一电感LI进行充电，当控制第二开关管Q2导通、第一开关管Ql关闭时，由第一电感LI对输出负载进行放电，当由采样控制模块检测到输入电压超过或者低于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围时，采样控制模块控制输出控制脉冲的占空比，从使输出电压调整到逆变器输入级的直流母线所允许的电压值范围，从而在较宽的电压输入范围时，输入级电路输出电压稳定，使逆变器能够正常工作，而当输入电压值在逆变器输入级的直流母线所允许的范围内时，控制模式选择开关K2和旁路开关Kl形成通路，使输入电压直接加载于逆变器输入级的直流母线上，从而降低电感LI、开关Ql、Q2上的损耗，提高逆变器效率。
图I是本发明现有技术中的光伏逆变器的降压控制电路结构图；图2是本发明实施例一提供的宽电压输入范围的逆变器输入级电路图；图3为本发明实施例一提供的采样控制模块电路结构示意图；图4为本发明实施例二提供的宽电压输入范围的逆变器输入级电路结构图；图5为本发明实施例三提供的宽电压输入范围的逆变器输入级电路结构图6为本发明第三实施例提供的宽电压输入范围的逆变器输入级电路结构交错控制示意图；图7为本发明第四实施例提供的宽电压输入范围的逆变器电路示意图；图8为本发明实施第五实施例提供的宽电压输入范围的实现方法流程示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例一
图2示出了本发明实施例提供的宽电压输入范围的逆变器输入级电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。本实施例所述逆变器输入级电路，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关Kl和模式选择开关K 2，所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连，第一开关管的输出端连接第一电感LI和第二开关管Q2，第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭，所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关Kl，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。按照上述宽电压输入范围的逆变器的输入级电路，可以根据输入的电压灵活调整第一开关管Ql和第二开关管Q2的交替开闭的占空比，从而使电路进入到相应的升压模式或者降压模式，其工作原理如下整个控制周期t包括tl和t2两部分，控制周期的前部分时间tl中，第一开关管Ql导通，第二开关管Q2截止,输入电压经过第一开关管向第一电感LI充电,此时负载由与其并联的电容放电提供能量，在控制周期的后部分时间t2内，第一开关管Ql截止，第二开关管Q2导通,此时,输入电压停止向第一电感LI充电,第一电感经过前部分时间tl的充电后，在后部分时间t2内由第一电感LI对负载进行放电。此处选用第二开关管Q2而不用普通的续流的目的在于，开关管导通时压降小，可以减小逆变器的电压转换时引起的功率损耗，提高输入级电路的电压转换效率。通过调整第一开关管的占空比值，即可实现对输入级电路的输出的电压值，从而使其保持在逆变器输入级的直流母线所允许的电压范围内。从而在较宽的电压输入范围时，输入级电路输出电压稳定，使逆变器能够正常工作，而当输入电压值在逆变器输入级的直流母线所允许的范围内时，控制模式选择开关K2和旁路开关Kl形成通路，使输入电压直接加载于逆变器输入级的直流母线上，从而降低电感LI、开关Q1、Q2上的损耗，提高逆变器效率。实施例二 如图3所示，为本发明第二实施例提供的宽电压输入范围的逆变器输入级电路结构示意图，详述如下本实施例所述宽电压输入范围的逆变器输入级电路，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关K1、模式选择开关K2和滤波电容Cl。所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连,第一开关管的输出端连接第一电感LI和第二开关管Q2，第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭；所述第一开关管Ql和第二开关管Q2分别并联有一个二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连；所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输 入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连；所述滤波电容Cl的一端连接输入电压正极，另一端连接输入电压的负极。其中，所述采样控制模块如图4所示，其包括采样模块31、控制器32、调制电路33，经由控制器32计算处理后发出相应的控制命令至调制电路33，由调制电路33驱动对应的第一开关管Ql和第二开关管Q2。所述采样模块31将采集到的数据包括输入电压值、输入电流值、输出电压值等，根据输入电压的大小，控制器计算脉宽调制输出控制信号的脉宽，使输出电压值在逆变器输入级的直流母线所允许的范围内。采样输出电压值的目的在于比较控制器计算的理论输出的电压值与实际输出的电压值是否有差别，如果有差别，则可以再进行相应的调整，另外，采样输入电流的目的在于可以计算得到输入功率值，通过控制输出输入级电路，使输入电压端的电池等工作在最大输出功率状态。所述第一开关管Ql和第二开关管Q2分别并联有一个二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连；该二极管的作用在于，在输入电压过大时，二极管本身反向击穿，从而保护第一开关管Ql和第二开关管Q2免受:损坏，提闻整个输入级电路的使用寿命。而将模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。该结构设置的目的在于，当输入电压值的大小在逆变器输入级的直流母线所允许的电压范围内时，可以由采样控制模块控制旁路开关Kl闭合，模式选择开关K2连接模式2引脚，这样，输入电压直接经过旁路输出到逆变器输入级的直流母线，减少输入级电路功率损耗，提高逆变器输入级转换效率。另外，在输入电压正负级间并联一个电容Cl的目的在于，为克服降压电路或升压电路输入电流不连续的问题，在输入级电路前加上该电路对输入电压可以起到平滑和滤波的作用。本实施例为对实施例一的进一步完善，通过并联二极管的结构形式，进一步提高输入级电路的使用寿命，在输入级电路前并联电容，可以对输入的电压起来平滑滤波的作用。
实施例三如图5所示，本发明实施例所述的宽电压输入范围的逆变器输入级电路结构示意图，详述如下本实施例所述宽电压输入范围的逆变器输入级电路，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4、第二电感L2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关K1、模式选择开关K2、滤波电容Cl、输出电容C2、第三开关管Q3和第四开关管Q4和第二电感L2,所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连,第一开关管的输出端连接第一电感LI和第二开关管Q2，第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，第二电感L2的一端连接逆变器输入级的直流母线正端，第二电感L2的另一端连接第三开关管Q3的输出端与第四开关管Q4的输入端，第三开关管Q3的输入端连接输入电压的正极，第四开关管Q4的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，在第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4分别并联有二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相 连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4的控制端与采集控制模块相连，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4由采样控制模块交替控制其开闭；所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与米样控制模块相连；所述滤波电容Cl的一端连接输入电压正极,另一端连接输入电压的负极，输出电容C2连接输出端的正负极。图6为本发明实施例所对应的交错控制的宽电压输入范围的逆变器的输入级电路示意图，整个交错控制周期为T，包括T1、T2、T3、T4四个部分，其交错控制过程如下如图A所示，在Tl时间段内，此时采样控制模块控制第一开关管Q1、第四开关管Q4闭合，第二开关管Q2和第三开关管Q3打开，作为输入电压的电池通过第一开关管Ql向第一电感LI充电,第二电感L2通过第四开关管Q4向负载放电。如图B所示，在Τ2时间段内，此时采样控制模块控制第二开关管Q2、第四开关管Q4闭合，第一开关管Ql和第三开关管Q3打开，第一电感LI通过第二开关管向负载及输出电容C2放电，第二电感L2通过第四开关管Q4向负载及输出电容C2放电。如图C所示，在Τ3时间段内，此时采样控制模块控制第二开关管Q2、第三开关管Q3闭合，第一开关管Ql和第四开关管Q4打开，作为输入电压的电池通过第三开关管Q3向第二电感L2充电,第一电感LI通过第二开关管Q2向负载及输出电容放电。如图D所示，在Τ4时间段内，此时采样控制模块控制第一开关管Q1、第三开关管Q3闭合，第二开关管Q2和第四开关管Q4打开，作为输入电压的电池通过第三开关管Q3向第二电感L2充电、通过第一开关管向第一电感LI充电,输出电容对负载进行放电。通过对开关管的交错控制，调节各时间部分所占的比例值，可以达到调整输出电压的目的。另外，在本实施例中，当输入电压值在逆变器输入级的直流母线允许的范围内时，此时采样控制模块使旁路开关Kl闭合，模式选择开关选择模式2，此时构成输入级旁路，使输入级电路效率提闻。本实施例与实施例二相比，其不同之处在于，在原来的电路基础上并联了一个升、降压电路，在采样控制模块的交错控制下，减小开关管负担，提高输出电平的稳定性。实施例四图7为宽电压输入范围的逆变器电路结构示意图，详述如下本实施例所述宽电压输入范围的逆变器，包括逆变器输入级的直流母线模块61和逆变模块62，所述逆变器输入级的直流母线模块61与逆变模块62相连，在直接母线模块61与输入电路间64还连接有输入级电路63，所述输入级电路63包括包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关Kl和模式选择开关K2，所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连，第一开关管的输出端连接第一电感LI和第二开关管Q2，第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端 连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭，所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。在逆变器输入级的直流母线61模块中，包括逆变器输入级的直流母线与支撑电容C，在逆变模块62中，本发明实施例采用的逆变模块中的逆变桥，包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8桥式连接，在逆变模块的输出端串接输出电感L3和L4并接至电网。当然，该输入级电路也可以采用实施二或实施三所述的连接方式，进一步提高整个逆变器的实施效果。本实施例中所述逆变器，相对于传统逆变器，具有如下显著效果(I)本实施例的高效逆变器相对于传统逆变输入电路，由于采用升降压和旁路的输入级电路，其输入电压范围更宽；(2)本实施例的逆变器输入级的直流母线电压等级可以降低，而不需要用多个电容串联来得到较高的逆变器输入级的直流母线耐压值，从而使得成本大大降低；(3)本实施例中加入了旁路开关K1，模式选择开关K2，当电池工作电压在逆变器输入级的直流母线工作电压范围内时旁路开关Kl和模式开关K2配合，旁路输入级，充分利用旁路开关提高了逆变器效率；(4)本实施例中，逆变器输入级的直流母线电压维持在一个很小的电压范围内，使得逆变器输入级的直流母线支撑电容C的寿命大大提高。本发明实施例所述的开关管，包括三极管和MOS管、IGBT等，可以由控制器高效的实现对其开闭控制。实施例五图8为本发明实施例所述实现宽电压输入范围的流程示意图，详述如下在步骤S801中，所述采样控制模块采集输入电路的电压值。具体的，采样控制模块采集输入电路的电压值可以采用电阻串联分压的电路结构进行取样，根据分压电阻的电压值，可计算得到输入电压的电压值，如对于串联的两个等值的电阻，在取得中间点的电压值对其翻倍，即得到输入电压的电压值。在步骤S802中，将采集的输入电压与逆变器输入级的直流母线允许的电压范围进行比较。具体的，逆变器输入级的直流母线有一个允许的电压范围值，如40KV-50KV范围，将采集的输入电压值与该逆变器输入级的直流母线允许的电压范围进行比较，比较结果分为三种情况，分别是采集的电压值大于允许的电压范围的最大值、采集的电压值小于允许的电压范围的最小值、采集的电压值在允许的电压范围之内，分别对应后面的步骤S303、S304、S305。在步骤S803中，当采集的输入电压低于逆变器输入级的直流母线允许的电 压范围的最低电压值时，采样控制模块提高第一开关管Ql的占空比值。具体的，根据采集的输入电压值的大小，可以相应的调节第一开关管Ql的占空比值，如对于逆变器输入级的直流母线电压范围为40KV-50KV，检测到输入电压为30KV，则提高第一开关管的占空比，相应的，占空比的数值与输入电压的大小而改变，如输入电压为30KV时对应占空比为O. 6，当输入电压为20KV时，对应第一开关管的占空比为O. 7等。使输入电压经过升压后得到一个符合要求的输出电压，当然，占空比对应直流母线电压范围也有一个占空比范围值，所调节的占空比在此范围即可，较为优选的方式是使输出电压为直流母线允许的电压范围的中部值。在步骤S804中，当采集的输入电压高于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最高电压值时，采样控制模块减小第一开关管Ql的占空比值。与步骤S803相应的，在输入电压大于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围40-50KV时，可以减小第一开关管Ql的占空比值，如输入电压为80KV时，相应的占空比设置为O. 3，其设置值也具有一个范围，较优的方式为将输出电压调节至允许的电压范围的中间值。在步骤S805中，当采集的输入电压在逆变器输入级的直流母线允许的电压范围内时，采样控制模块控制旁路开关Kl导通，模式选择开关K2切换至旁路模式。在此情况下，可将输入电压直接通过旁路输出至逆变器输入级的直流母线，可以减少因开关管带来的损耗，提高逆变效率。当然，对于实施例三中所述的电路，由于其采用了交错控制，因此，在原来提高或降低第一开关管Ql的占空比时，对应的调整为提高或降低第一开关管Ql和第三开关管Q3的占空比，在此不作重复赘述。另外，有研究表明，对应同样功率等级的太阳能逆变器，配置相同功率的太阳能电池组件，通过组件串联高压的输入形式比低压多组串并联输入形式更有利于提高整个逆变系统的发电量，因此，调整逆变器的工作电压，使输入太阳能组件近可能的以串联形式输入，从而提高逆变系统的工作效率和太阳能电池的发电量。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路，其特征在于，所述电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关Kl和模式选择开关K2，所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连，第一开关管的输出端连接所述第一电感LI和所述第二开关管Q2，所述第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及所述逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭，所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。
2.根据权利要求I所述的宽电压输入范围的逆变器输入级电路，其特征在于，所述采样控制模块包括采样模块、控制器、调制电路，所述采样模块将采集到的数据经由控制器计算处理后发出相应的控制命令至调制电路，由调制电路驱动对应的第一开关管Ql和第二开关管Q2、旁路开关Kl和模式选择开关K2。
3.根据权利要求I所述的宽电压输入范围的逆变器输入级电路，其特征在于，所述第一开关管Ql和第二开关管Q2分别并联有一个二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连。
4.根据权利要求I所述的宽电压输入范围的逆变器输入级电路，其特征在于，还包括滤波电容Cl,滤波电容Cl的一端连接输入电压正极,另一端连接输入电压的负极。
5.根据权利要求1-4任一项所述的宽电压输入范围的逆变器输入级电路，其特征在于，所述逆变器输入级电路还包括第三开关管Q3和第四开关管Q4、第二电感L2，第二电感L2的一端连接逆变器输入级的直流母线正端，第二电感L2的另一端连接第三开关管Q3的输出端与第四开关管Q4的输入端，第三开关管Q3的输入端连接输入电压的正极，第四开关管Q4的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，在第三开关管Q3和第四开关管Q4分别并联有二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连，第三开关管Q3和第四开关管Q4的控制端与采集控制模块相连。
6.一种宽电压输入范围的逆变器，包括逆变器输入级的直流母线模块和逆变模块，所述逆变器输入级的直流母线模块与逆变模块相连，其特征在于，在直接母线模块与输入电路间还连接有输入级电路，所述输入级电路包括所述电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感LI、采样控制模块、旁路开关Kl和模式选择开关K2，所述第一开关管Ql的输入端与输入电压正极相连，第一开关管的输出端连接第一电感LI和第二开关管Q2,第二开关管的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，第一电感LI的另一端连接输入电压的负极及逆变器输入级的直流母线正端，所述采样控制模块采集输入电路的电压值并分别与第一开关管Q1、第二开关管Q2的控制端相连交替控制其开闭，所述模式选择开关K2的模式选择引脚与输入电压负极相连，模式选择开关K2的模式I引脚连接逆变器输入级的直流母线正端和旁路开关K1，旁路开关Kl的另一端连接连接输入电压的正极，模式选择开关K2的模式2引脚连接逆变器输入级的直流母线负端，旁路开关Kl和模式选择开关K2的控制端与采样控制模块相连。
7.根据权利要求6所述的宽电压输入范围的逆变器，其特征在于，所述采样控制模块包括采样模块、控制器、调制电路，所述采样模块将采集到的数据经由控制器计算处理后发出相应的控制命令至调制电路，由调制电路驱动对应的第一开关管Q1、第二开关管Q2、旁路开关Kl和模式选择开关K2。
8.根据权利要求6所述的宽电压输入范围的逆变器，其特征在于，所述输入级电路的第一开关管Ql和第二开关管Q2分别并联有一个二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连。
9.根据权利要求6所述的宽电压输入范围的逆变器，其特征在于，所述输入级电路还包括滤波电容Cl,滤波电容Cl的一端连接输入电压正极,另一端连接输入电压的负极。
10.根据权利要求6所述的宽电压输入范围的逆变器，其特征在于，所述输入级电路还包括第三开关管Q3和第四开关管Q4、第二电感L2，第二电感L2的一端连接逆变器输入级的直流母线正端，第二电感L2的另一端连接第三开关管Q3的输出端与第四开关管Q4的输入端，第三开关管Q3的输入端连接输入电压的正极，第四开关管Q4的输出端与逆变器输入级的直流母线负端相连，在第三开关管Q3和第四开关管Q4分别并联有二极管，二极管的阴极与其并联的开关管的输入端相连，二极管的阳极与其并联开关管的输出端相连，第三开关管Q3和第四开关管Q4的控制端与采集控制模块相连。
11.一种根据权利要求1-5任一项所述宽电压输入范围的逆变器输入级电路或权利要求6-10任一项所述宽电压输入范围的逆变器实现宽电压输入的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 所述采样控制模块采集输入电路的电压值； 将采集的输入电压与逆变器输入级的直流母线允许的电压范围进行比较； 当采集的输入电压低于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最低电压值时，采样控制模块提高第一开关管Ql的占空比值； 当采集的输入电压高于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围的最高电压值时，采样控制模块减小第一开关管Ql的占空比值； 当采集的输入电压在逆变器输入级的直流母线允许的电压范围内时，采样控制模块控制旁路开关Kl导通，模式选择开关K2切换至旁路模式。
全文摘要
本发明适用于电能转换领域，提供了一种宽电压输入范围的逆变器输入级电路及逆变器。所述电压输入范围的逆变器输入级电路，可由采样控制模块对第一开关管Q1、第二开关管Q2进行周期性的开闭控制，当控制第一开关管Q1导通、第二开关管Q2关闭时，输入电压对第一电感L1进行充电，当控制第二开关管Q2导通、第一开关管Q1关闭时，由第一电感L1对输出负载进行放电，当由采样控制模块检测到输入电压超过或者低于逆变器输入级的直流母线允许的电压范围时，采样控制模块控制输出控制脉冲的占空比，从使输出电压调整到逆变器输入级的直流母线所允许的电压值范围，从而在较宽的电压输入范围时，输入级电路输出电压稳定，使逆变器能够正常工作。
文档编号H02M7/48GK102882401SQ20121034922
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者石勇, 张彦忠, 林建飞 申请人:华为技术有限公司