一种电力转换设备以及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力转换设备领域，具体来说，本发明涉及一种直流交流双向电力转换设备。
【背景技术】
[0002]新能源系统中储能功能越来越普及，而逆变充电一体机集成了并网逆变器的功能和充电器的功能，能降低系统成本和提高可靠性。既实现将储能设备的直流电转换为交流，输入电网，又实现从交流电网对储能设备进行充电。
[0003]然而，现有技术中的逆变充电一体机，其内部实现逆变器功能的模块和实现充电功能的模块是互相独立存在的，这造成电路复杂且制造成本昂贵。
【发明内容】
[0004]为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种直流交流电力转换设备，实现了低成本的逆变和充电集成在一起的装置。
[0005]在一个实施例中，本发明提供了一种电力转换设备。所述电力转换设备包括:
[0006]直流-直流升压电路，与光伏组件耦接；
[0007]直流-直流反向降压电路，其中所述直流-直流反向降压电路与所述直流-直流升压电路共用至少一个变压器；
[0008]直流-交流逆变电路，与所述直流-直流升压电路耦接；
[0009]交流-直流整流电路，与所述直流-直流反向降压电路耦接，其中所述直流-交流逆变电路与所述交流-直流整流电路共用同一电路；
[0010]其中，所述电路转换设备被配置成能工作在逆变模式和充电模式，当在所述逆变模式下，所述直流-直流升压电路被配置成对所述光伏组件的输出电压进行升压，且所述直流-交流逆变电路被配置成对该升压后的电压转换成交流电压，并输出至交流电网；当在所述充电模式下，所述交流-直流整流电路被配置成将所述交流电网的交流电整流成直流电压，且所述直流-直流反向降压电路被配置成对所述整流后的直流电压进行降压，并输出至储能元件。
[0011 ] 在一个实施例中，所述直流-直流升压电路包括主路和辅路；
[0012]所述主路包括:第一变压器；第一开关器件，与该第一变压器的主线圈串联；以及第一二极管，与该第一变压器的次线圈串联。
[0013]所述辅路包括:第二变压器；第二开关器件，与该第二变压器的主线圈串联；以及第二二极管，与该第二变压器的次线圈串联。
[0014]在一个实施例中，所述直流-直流反向降压电路包括:所述第二变压器；所述第二开关器件，所述第二开关器件与所述第二变压器的主线圈串联；第三开关器件，所述第三开关器件与所述第二变压器的次线圈串联。
[0015]在一个实施例中，所述直流-交流逆变电路和所述交流-直流整流电路的共用电路包括多个开关管，所述多个开关管由交流-直流控制器控制在不同的驱动模式，从而实现在所述逆变模式下，所述共用电路被配置成所述直流-交流逆变电路，并在所述充电模式下，所述共用电路被配置成所述交流-直流整流电路。
[0016]在一个实施例中，所述电力转换设备包括:
[0017]总控制器，被配置成控制所述电力转换设备的工作模式是处在所述逆变模式，还是处在所述充电模式；
[0018]直流-交流控制器，被配置成根据所述工作模式来控制所述同一电路是作为所述直流-交流逆变电路，还是作为所述交流-直流整流电路；
[0019]直流-直流控制器，被配置成根据所述工作模式来控制是所述直流-直流升压电路工作，还是所述直流-直流反向降压电路工作。
[0020]在一个实施例中，本发明提供了一种电力转换系统。所述电力转换系统包括:光伏组件；蓄电池；以及电力转换设备，所述电力转换设备与所述光伏组件、所述蓄电池、交流电网耦接。
[0021]所述电力转换设备包括:
[0022]直流-直流升压电路，与所述光伏组件耦接；
[0023]直流-直流反向降压电路，其中所述直流-直流反向降压电路与所述直流-直流升压电路共用至少一个变压器；
[0024]直流-交流逆变电路，与所述直流-直流升压电路耦接；
[0025]交流-直流整流电路，与所述直流-直流反向降压电路耦接，其中所述直流-交流逆变电路与所述交流-直流整流电路共用同一电路；
[0026]其中，所述电路转换设备被配置成能工作在逆变模式和充电模式，当在所述逆变模式下，所述直流-直流升压电路被配置成对所述光伏组件的输出电压进行升压，且所述直流-交流逆变电路被配置成对该升压后的电压转换成交流电压，并输出至交流电网；当在所述充电模式下，所述交流-直流整流电路被配置成将所述交流电网的交流电整流成直流电压，且所述直流-直流反向降压电路被配置成对所述整流后的直流电压进行降压，并输出至所述蓄电池。
[0027]在一个实施例中，所述直流-直流升压电路包括主路和辅路。
[0028]所述主路包括:第一变压器；第一开关器件，与该第一变压器的主线圈串联；以及第一二极管，与该第一变压器的次线圈串联。
[0029]所述辅路包括:第二变压器；第二开关器件，与该第二变压器的主线圈串联；以及第二二极管，与该第二变压器的次线圈串联。
[0030]在一个实施例中，所述直流-直流反向降压电路包括:所述第二变压器；所述第二开关器件，所述第二开关器件与所述第二变压器的主线圈串联；以及第三开关器件，所述第三开关器件与所述第二变压器的次线圈串联。
[0031]在一个实施例中，所述直流-交流逆变电路和所述交流-直流整流电路共用的所述同一电路包括多个开关管，所述多个开关管由交流-直流控制器控制在不同的驱动模式，从而实现在所述逆变模式下，所述共用电路被配置成所述直流-交流逆变电路，并在所述充电模式下，所述共用电路被配置成所述交流-直流整流电路。
[0032]在一个实施例中，所述电力转换设备还包括:
[0033]总控制器，被配置成控制所述电力转换设备的工作模式是处在所述逆变模式，还是处在所述充电模式；
[0034]直流-交流控制器，被配置成根据所述工作模式来控制所述同一电路是作为所述直流-交流逆变电路，还是作为所述交流-直流整流电路；
[0035]直流-直流控制器，被配置成根据所述工作模式来控制是所述直流-直流升压电路工作，还是所述直流-直流反向降压电路工作。
[0036]在一个实施例中，本发明的电力转换设备可应用于分布式太阳能光伏系统。
【附图说明】
[0037]本发明的以上
【发明内容】
以及下面的【具体实施方式】在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
[0038]图1为根据本发明的一实施例的电力转换系统的整体示意图；
[0039]图2为根据本发明的一实施例的逆变充电一体机的模块示意图；以及
[0040]图3为根据本发明的一实施例的逆变充电一体机的电路不意图。
【具体实施方式】
[0041]以下在【具体实施方式】中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
[0042]图1为根据本发明的一实施例的电力转换系统的整体示意图。该电力转换系统可以包括多组子系统，每组子系统100可包括，但不限于，光伏组件101、蓄电池102、和电力转换设备103。在一个实施例中，该电力转换设备103可以是逆变充电一体机。在一个实施例中，该电力转换系统可以是分布式太阳能光伏系统。该电力转换系统既能实现将储能设备(光伏组件101)的直流电转换为交流，输入交流电网104，又实现从交流电网104对蓄电池102进行充电。
[0043]图2为根据本发明的一实施例的逆变充电一体机的模块不意图。该逆变充电一体机包括，但不限于，直流-直流升压模块203、直流-直流反向降压模块205、直流-交流逆变模块207和交流-直流整流模块209。本发明的逆变充电一体机既能实现逆变功能，又能实现充电功能。
[0044]该逆变功能由直流-直流升压模块203和直流-交流逆变模块207实现。具体而言，该直流-直流升压模块203把光伏组件的直流电压升高到光伏逆变器的输出控制所需要的直流电压；而该直流-交流转换器则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压并输出给交流电网104。
[0045]该充电功能由直流-直流反向降压模块205和交流-直流整流模块209实现。该交流-直流整流模块209将交流电网的交流电压转换成直流电压，该直流-直流反向降压模块205将该转换后的直流电压进行降压，以输出符合蓄电池所需的电压，从而对蓄电池充电。
[0046]图3为根据本发明的一实施例的逆变充电一体机的电路不意图。
[0047]直流-直流升压模块203可以是直流-直流升压电路。在一个实施例中，该直流-直流升压电路可以是交错并联反激电路。该电路包含主路和辅路，主路包含开关管S1、变压器Tl、二极管D1。辅路包含开关管S2、变压器T2、二极管D2。这些开关管(S1、S2)在变压器(Tl，T2)的左侧，这里定义变压器左侧为原边(主线圈)，右侧为副边(次线圈)。控制器控制开关管(S1、S2)的驱动实现由原边到副边的升压。
[0048]直流-直流反向降压模块205可以是直流-直流反向降压电路。在一个实施例中，该直流-直