本实用新型属于发电设备技术领域，涉及到一种逆变器，特别是一种BOOST单相并网逆变器。
背景技术：
并网逆变器一般分为光伏发电并网逆变器、风力发电并网逆变器、动力设备发电并网逆变器和其他发电设备发电并网逆变器。目前大部分单相并网逆变器均采用直接并入电网的方式，采用该方式容易出现并网谐波电流大且并网瞬间会产生极大的并网瞬时电流，容易导致逆变模块内部功率管和二极管冲击损坏、滤波电容损坏甚至引起控制模块或辅助电源模块不能正常工作，使装置不能稳定、安全得并网。同时，并网逆变器要求逆变器输出的并网电压严格与电网电压同频同相，逆变器输出电压波形为正弦波，总谐波畸变率THD小于5%，各次谐波小于3%，从而不污染电网，但目前大多数的并网逆变器不能严格达到要求，因此存在安全隐患。
目前，市场上迫切需要一种具有保护电路且失真度小的单相并网逆变器。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对背景技术所述的并网逆变器存在的技术问题，提供一种效率高的、安全性强的、稳定性好的、失真度小的单相逆变器。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种BOOST单相并网逆变器，包括主电路和控制电路，所述主电路包括BOOST升压电路、输入滤波模块、单相逆变模块、输出滤波模块和辅助电源模块，所述BOOST升压电路与输入滤波模块、单相逆变模块、输出滤波模块依次相连；所述控制电路包括控制模块、脉冲发生模块、电流电压检测模块、差动比较模块一和差动比较模块二，所述电流电压检测模块分别与控制模块、输出滤波模块和辅助电源模块相连接；所述电流电压检测模块与控制模块、脉冲发生模块和单相逆变模块依次相连；所述输出滤波模块与差动比较模块一和控制模块依次相连；所述电网与差动比较模块二和控制模块依次相连，所述输出滤波模块与电网连接。
其中，所述控制模块由接收模块、保护模块、PID调节模块和追踪模块组成；其中，所述接收模块分别与电流电压检测模块、保护模块和追踪模块连接；所述PID调节模块分别与脉冲发生模块和追踪模块相连。
其中，所述BOOST升压电路采用型号为UC3843芯片，具有自稳定功能。
其中，所述输入滤波模块由大容量滤波电容组成；
所述输出滤波模块是由E型电感和滤波电容组成的LC滤波电路。
其中，所述单相逆变模块采用基于半桥结构的拓扑结构，包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件，从所述脉冲发生模块传送过来的SPWM脉冲经光耦隔离器隔离后，进入功率元件驱动电路的输入端，从功率元件驱动电路的输出端输出驱动信号用于控制N沟道MOS功率元件的通断。
其中，所述N沟道MOS功率元件的型号为IRF540，具有低导通阻抗和高效率的优点；所述功率元件驱动电路是由IRS21867组成的半桥电路，具有转换速率快的特点。
其中，所述电流电压检测模块中的交流电流检测模块由电流互感器TA1015-2及其取样回路组成，所述电流电压检测模块中的交流电压检测模块由电压互感器TV1013-1H及其取样回路组成，可将被检测回路的大电流和大电压信号转换为相应的小电压信号，实现电流电压采样。
其中，所述控制模块包含的接收模块采用的是型号为TLC3578芯片，是一款串行输出，8通道的双极性14/12位AD转换芯片，具有功耗低、采样率高的特点，可将电流电压检测模块的模拟信号转换为数字信号，获得电流和电压的瞬时值；
所述控制电路的主控芯片采用的是基于 ARM® Cortex™-M4F 的TM4C123G微控制器作为中央处理器。
其中，所述辅助电源模块可将输入的直流信号进行指定直流电压的转换，为电流电压检测模块、单相逆变模块、控制模块、脉冲发生模块提供工作电压。
其中，所述差动比较模块一和差动比较模块二采用型号为LM2903双路差动比较器，正弦波经差动比较器后输出周期相同、相位相同的双极性方波。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型所述的一种BOOST单相并网逆变器，采用BOOST拓扑结构以及基于半桥结构的拓扑结构。BOOST升压电路可将低直流电压信号升为高直流电压信号，使逆变输出的电压幅度升高，从而达到并网要求；单相逆变模块利用半桥电路可将直流信号转换为交流信号；保护模块可通过对采集信号的分析控制电路的通断，从而进行过流和过压保护，可保证系统的安全性；PID调节模块可通过电流电压检测模块和追踪模块得到的信息与预设目标值进行比较，并趋向于目标值进行调节，保障系统的稳定性；追踪模块可对两路差动比较器输出的信号进行比较，同时收集电流电压检测模块的信息，控制脉冲发生模块从而完成相位、频率和幅度的追踪。本实用新型提供了一种结构简单、稳定性、安全性好的BOOST单相并网逆变器。
附图说明
图1：本实用新型的结构示意图。
图2：本实用新型的BOOST升压电路拓扑结构的原理图。
具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型做进一步的说明。
如图2所示，本实用新型采用BOOST拓扑结构的升压电路，其中S为N沟道MOS功率元件，由驱动脉冲信号控制其工作状态，可等效为一个开关。C为输出滤波电容，用于保证输出电压的稳定。开关导通时，能量通过开关从输入端VI输入电感L而不传递到输出端VO；开关关断时，电感L储存的能量通过二级管Vd传递给输出端VO，同时输入端VI也给负载R提供能量。通过以上原理可将输出电压提高，达到升压的作用，升压的效果取决于N沟道MOS功率元件S的驱动脉冲信号的占空比。
如图1和图2所示，本实用新型涉及一种BOOST单相并网逆变器，包括主电路和控制电路，所述主电路包括BOOST升压电路、输入滤波模块、单相逆变模块、输出滤波模块和辅助电源模块，BOOST升压电路与输入滤波模块、单相逆变模块、输出滤波模块依次相连；所述控制电路包括控制模块、脉冲发生模块、电流电压检测模块、差动比较模块一和差动比较模块二，电流电压检测模块分别与控制模块、输出滤波模块和辅助电源模块相连接；电流电压检测模块与控制模块、脉冲发生模块和单相逆变模块依次相连；输出滤波模块与差动比较模块一和控制模块依次相连；电网与差动比较模块二和控制模块依次相连，输出滤波模块与电网连接。
其中，所述控制模块由接收模块、保护模块、PID调节模块和追踪模块组成；接收模块分别与电流电压检测模块、保护模块和追踪模块连接；PID调节模块分别与脉冲发生模块和追踪模块相连。
其中，所述BOOST升压电路采用TI公司生产的UC3843芯片，具有自稳定功能，可将低直流电压信号升为高直流电压信号，使逆变输出的电压幅度升高，从而达到并网要求。
其中，所述输入滤波模块由大容量滤波电容组成，可滤去直流信号的噪声。
其中，所述输出滤波模块是由E型电感和滤波电容组成的LC滤波电路，可滤去单相逆变模块输出信号的谐波分量，使输出波形为失真度小的正弦波。
其中，所述控制模块包含的保护模块可对电路中的电流、电压进行实时监测，可实现过流和过压保护，达到系统保护的作用。PID调节模块可根据电流电压检测模块和追踪模块采集到的信号与预设目标值进行比较，并控制脉冲发生模块使其趋向于目标值进行调节，保障系统的稳定性。追踪模块可对两路差动比较模块输出的信号进行比较，同时收集电流电压检测模块的信息，控制脉冲发生模块使输出信号对电网的相位、频率和幅度进行追踪。
其中，所述单相逆变模块包括N沟道MOS功率元件、功率元件驱动电路和光耦隔离器件，从脉冲发生模块传送过来的SPWM脉冲经光耦隔离器隔离后，进入功率元件驱动电路的输入端，从功率元件驱动电路的输出端输出驱动信号用于控制N沟道MOS功率元件的通断。
其中，所述N沟道MOS功率元件的型号为IRF540，具有低导通阻抗和高效率的优点。所述功率元件驱动电路由IRS21867组成的半桥电路，具有转换速率快的特点。其中，所述单相逆变模块采用基于半桥结构的拓扑结构，在两路双极性SPWM波的控制下，实现单相逆变输出，通过改变SPWM波的调制波频率以及调制度，可以调节输出电压的频率和幅度。
其中，所述电流电压检测模块中的交流电流检测模块由电流互感器TA1015-2及其取样回路组成，所述电流电压检测模块中的交流电压检测模块由电压互感器TV1013-1H及其取样回路组成，可将被检测回路的大电流和大电压信号转换为相应的小电压信号，并传送至控制模块中的接收模块，以实现电流和电压的采样。
其中，所述控制模块包含的接收模块由TI公司生产的TLC3578芯片构成，是一款串行输出，8通道的双极性14/12位AD转换芯片，具有功耗低、采样率高的特点，可将电流电压检测模块的模拟信号转换为数字信号，获得电流和电压的瞬时值。
其中，所述辅助电源模块可将输入的直流信号进行指定直流电压的转换，为电流电压检测模块、单相逆变模块、控制模块、脉冲发生模块提供工作电压。
其中，所述控制电路的主控芯片采用TI公司生产的基于 ARM® Cortex™-M4F 的TM4C123G微控制器作为中央处理器，其具有功耗小、结构小和控制能力强的特点，满足本单相并网逆变器的全部要求。
其中，所述差动比较模块一和差动比较模块二采用TI公司生产的LM2903双路差动比较器，正弦波经差动比较器后输出周期相同、相位相同的双极性方波。
需要说明的是，本实用新型所采用的各模块均为现有电路模块。
本实用新型实现了一种BOOST单相并网逆变器。有以下优点：系统输出稳定性好，负载调整率小于1%；总谐波畸变率THD小于2%，各次谐波小于1%；系统安全性好，具有过流和过压保护；同步性强，可实现对电网的相位、频率和幅度进行高精度追踪。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型申请专利的保护范围内。