双向逆变器及控制方法与流程

本发明涉及逆变器，尤其涉及一种双向逆变器及控制方法。

背景技术：

1、目前，随着微电网技术和储能技术的发展，双逆变器技术的研究得到了广泛的关注，双向逆变器可用于交流电压与直流电压的双向转换，能够实现交直流侧功率流的双向流动，传统的隔离型双向逆变器一般由全桥逆变器、直流侧电容和双向隔离dc/dc组成，这种电路体积大、成本高，而且功耗较高，导致双向逆变器的生产成本高且转换效率低。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提出一种双向逆变器及控制方法，旨在解决现有技术中双向逆变器电路成本高且转换效率低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一双向逆变器，所述双向逆变器的工作模式包括ac/dc转换模式和dc/ac转换模式，所述双向逆变器包括储能电感、电容第一转换单元、第二转换单元、变压器和第三转换单元，所述电容与交流电源并联，所述储能电感的第一端用于连接交流电源，所述储能电感的第二端与所述第一转换单元的第一端连接，所述第一转换单元的第二端与所述交流电源连接，所述第一转换单元的输出端与所述第二转换单元的输入端连接，所述第二转换单元的输出端与所述变压器的原边连接，所述变压器的副边与所述第三转换单元的输入端连接，所述第三转换单元的输出端与直流电源连接；

3、在所述双向逆变器处于ac/dc转换模式下时，所述第一转换单元用于将所述交流电源输出的第一交流电整流为第一直流电输出至所述第二转换单元；所述第二转换单元用于根据受控端接收到的第一pwm信号将所述第一直流电逆变为第二交流电输出至所述变压器；所述变压器用于将所述第二交流电进行转换为第三交流电输出至所述第三转换单元；所述第三转换单元用于将所述第三交流电整流为第二直流电后输出至所述直流电源；

4、在所述双向逆变器处于dc/ac转换模式下时，所述第三转换单元用于根据受控端接收到的第二pwm信号将所述直流电源输出的第三直流电逆变为第四交流电输出至所述变压器；所述变压器用于将所述第四交流电转换为第五交流电输出至所述第二转换单元；所述第二转换单元用于将所述第五交流电整流为第四直流电输出至所述第一转换单元；所述第一转换单元用于将所述第四直流电转换为交流电后输出至所述交流电源。

5、可选地，所述第一转换单元包括第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管；

6、所述第一mos管、所述第二mos管、所述第三mos管和所述第四mos管的栅极均与控制单元连接，所述第一mos管的源极与所述第二mos管的源极连接，所述第一mos管的漏极与所述储能电感的第二端连接，所述第一mos管的漏极与所述第三mos管的源极连接，所述第三mos管的漏极与所述第四mos管的漏极连接，所述第四mos管的漏极接地，所述第二mos管的漏极与所述第四mos管的源极连接，所述第四mos管的源极与所述交流电源连接。

7、可选地，所述第二转换单元包括第五mos管、第六mos管、第七mos管和第八mos管；

8、所述第五mos管、所述第六mos管、所述第七mos管和所述第八mos管的栅极均与所述控制单元连接，所述第五mos管的源极与所述第二mos管的源极和所述第六mos管的源极连接，所述第五mos管的漏极与所述第七mos管的源极连接，所述第七mos管的源极还与所述变压器原边的第二端连接，所述第七mos管的漏极接地，所述第六mos管的漏极与所述变压器原边的第一端连接，所述第六mos管的漏极还与所述第八mos管的源极连接，所述第八mos管的漏极接地。

9、可选地，所述第三转换单元包括第九mos管、第十mos管、第十一mos管和第十二mos管；

10、所述第九mos管、所述第十mos管、所述第十一mos管和所述第十二mos管的栅极均与所述控制单元连接，所述第九mos管的源极与所述第十mos管的源极连接，所述第九mos管的漏极与所述变压器副边的第一端连接，所述第十一mos管的源极与所述第九mos管的漏极连接，所述第十一mos管的漏极与所述直流电源的负极连接，所述第十mos管的漏极与所述第十二mos管的源极连接，所述第十二mos管的漏极与所述直流电源的负极连接，所述第十二mos管的源极还与所述变压器副边的第二端连接。

11、为实现上述目的，本发明还提出一种基于上文中双向逆变器的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

12、根据双向逆变器的转换模式确定控制所述双向逆变器进行电流转换的转换控制信号；

13、通过所述转换控制信号控制所述双向逆变器中的第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元进行电流转换。

14、可选地，所述通过所述转换控制信号控制所述双向逆变器中的第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元进行电流转换，包括：

15、在所述双向逆变器的转换模式为ac/dc转换模式时，控制所述双向逆变器中的第一转换单元将交流电源输出的第一交流电整流为第一直流电；

16、通过第一pwm信号控制所述双向逆变器中的第二转换单元将所述第一直流电逆变为第二交流电，并通过变压器将所述第二交流电转换为第三交流电；

17、控制所述双向逆变器中的第三转换单元将所述第三交流电整流为第二直流电后输出至直流电源。

18、可选地，所述通过第一pwm信号控制所述双向逆变器中的第二转换单元将所述第一直流电逆变为第二交流电，包括：

19、在所述第一交流电处于正半周时，控制第二转换单元中的第五mos管、第六mos管、第七mos管和第八mos管同时导通第一预设时长；

20、在所述第一预设时长到达时，控制所述第六mos管和所述第七mos管关断第二预设时长，并控制所述第五mos管和所述第八mos管导通所述第二预设时长；

21、在所述第二预设时长到达时，控制所述第五mos管、第六mos管、第七mos管和第八mos管导通第三预设时长；

22、在所述第三预设时长到达时，控制所述第五mos管和所述第八mos管关断第四预设时长，并控制所述第六mos管和所述第八mos管导通第四预设时长，以将所述第一直流电逆变为第二交流电。

23、可选地，所述通过第一pwm信号控制所述双向逆变器中的第二转换单元将所述第一直流电逆变为第二交流电，包括：

24、在所述第一交流电处于负半周时，控制第二转换单元中的第五mos管、第六mos管、第七mos管和第八mos管同时导通第五预设时长；

25、在所述第五预设时长到达时，控制所述第六mos管和所述第七mos管关断第六预设时长，并控制所述第五mos管和所述第八mos管导通所述第六预设时长；

26、在所述第六预设时长到达时，控制所述第五mos管、第六mos管、第七mos管和第八mos管导通第七预设时长；

27、在所述第七预设时长到达时，控制所述第五mos管和所述第八mos管关断第八预设时长，并控制所述第六mos管和所述第八mos管导通第八预设时长，以将所述第一直流电逆变为第二交流电。

28、可选地，所述通过所述转换控制信号控制所述双向逆变器中的第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元进行电流转换，包括：

29、在所述双向逆变器的转换模式为dc/ac转换模式时，通过第二pwm信号控制所述双向逆变器中的第三转换单元将直流电源输出的第三直流电逆变为第四交流电，并通过变压器将所述第四交流电转换为第五交流电；

30、控制所述双向逆变器中的第二转换单元将所述第五交流电整流为第四直流电；

31、通过低频控制信号控制所述双向逆变器中的第一转换单元将所述第四直流电转换为交流电后输出至交流电源。

32、可选地，所述通过第二pwm信号控制所述双向逆变器中的第三转换单元将直流电源输出的第三直流电逆变为第四交流电，包括：

33、在控制第三转换单元中的第九mos管和第十二mos管导通时，控制所述第三转换单元中的第十mos管和第十一mos管关断；以及

34、在控制第三转换单元中的第九mos管和第十二mos管关断时，控制所述第三转换单元中的第十mos管和第十一mos管导通，以将直流电源输出的第三直流电逆变为第四交流电。

35、本发明提出的双向逆变器包括储能电感、电容、第一转换单元、第二转换单元、变压器和第三转换单元，在双向逆变器处于ac/dc转换模式下时，第二转换单元进入pwm模式，在双向逆变器处于dc/ac转换模式下时，第三转换单元进入pwm模式，去除了直流侧电容，降低了电路结构的复杂度，降低了电路成本，而且只需要一个转换单元进入pwm模式即可实现电流逆变，提升了电路的转换效率。