專利名稱：一種逆變器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子電力轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏、風(fēng)能等新能源并網(wǎng)逆變器。
背景技術(shù)：
逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電源裝置。傳統(tǒng)的全橋逆變電路，電路結(jié)構(gòu)如圖I所示，其中的SG為直流電壓或電流源，Grid為交流電網(wǎng)或交流電源，此處的晶體管S1-S4為帶有續(xù)流體二極管D 1-D4的逆變晶體管，傳統(tǒng)的全橋逆變電路控制方式有雙極性調(diào)制和單極性調(diào)制兩種。第一種情況在雙極性調(diào)制模式下，圖I中的四個晶體管S1-S4都進(jìn)行高頻切換，同一橋臂的上下兩個晶體管晶體管SI與晶體管S3、晶體管S2與晶體管S4的驅(qū)動方式是互補的，采用如圖2所示的高頻正弦脈寬調(diào)制方式(SPWM)驅(qū)動，即上管導(dǎo)通時下管關(guān)斷，上管關(guān)斷時下
管導(dǎo)通。當(dāng)晶體管SI與S4同時導(dǎo)通時，晶體管S2與S3截止，整個電路的電流路徑為SG — SI — LI — Grid — L2 — S4 — SG ;當(dāng)晶體管SI與S4同時截止、晶體管S2與S3均導(dǎo)通時，整個電路處于續(xù)流階段，電流路徑為Grid — L2 — D2 — C — D3 — LI — Grid。但是，由于元件特性以及電路參數(shù)會存在一定程度的不一致，這就可能造成同一橋臂上的兩個晶體管同時導(dǎo)通，使得晶體管損壞；同時，當(dāng)逆變器工作在續(xù)流階段時，電流需要流過儲能電容C，增加了不必要的損耗。第二種情況在單極性調(diào)制模式下，圖I中只有兩個晶體管S3、S4進(jìn)行高頻切換，另外兩個晶體管SI、S2進(jìn)行工頻切換，其驅(qū)動方式如圖3所示，并不存在同一橋臂直通的情況。Grid電壓正半周期時，SI 一直導(dǎo)通，S4做高頻切換，S2和S3都截止逆變階段，S4導(dǎo)通，電流路徑與上述雙極性調(diào)制相同，SG — SI — LI — Grid — L2 — S4 — SG ;續(xù)流階段，S4截止，S2的體二極管D2導(dǎo)通，電流路徑為 Grid — L2 — D2 — SI — LI — Grid ；Grid電壓負(fù)半周期時，S2 一直導(dǎo)通，S3做高頻切換，SI和S4都截止，其工作狀態(tài)和電流路徑與正半周期狀態(tài)完全類似，故不再贅述。但是，由于在市電的正、負(fù)半周期都只有一個晶體管做高頻切換，所以，每半個周期只有一個電感起作用，電感的利用率低，整體效率也低；并且，假設(shè)直流源SG的電壓為VSG，由于在每半個周期，上管一直導(dǎo)通，故圖I中的A、B兩點的電壓在O到VSG之間變化，變化幅度大，增加了高頻管S3、S4的開關(guān)損耗，同時也帶來嚴(yán)重的電磁干擾。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本的并網(wǎng)逆變器電路拓?fù)?，旨在解決現(xiàn)有逆變電路的不必要損耗大、電磁干擾嚴(yán)重的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案為一種逆變器電路，與直流電源相連，包括逆變晶體管SI、逆變晶體管S2、逆變晶體管S3、逆變晶體管S4、電感LI、電感L2和電容C，所述逆變器電路還包括帶有續(xù)流體二極管D5的續(xù)流晶體管S5、帶有續(xù)流體二極管D6的續(xù)流晶體管S6 ；所述電容C并接在所述直流電源的兩端，所述逆變晶體管S1-S4和所述續(xù)流晶體管S5-S6的驅(qū)動端分別接驅(qū)動信號源，所述逆變晶體管SI和所述逆變晶體管S2的輸入端同時接所述直流電源的正極，所述逆變晶體管SI的輸出端同時接所述續(xù)流晶體管S5、續(xù)流晶體管S6的輸入端，所述續(xù)流晶體管S5的輸出端同時接所述逆變晶體管S3的輸入端和所述電感LI的第一端，所述逆變晶體管S2的輸出端同時接所述續(xù)流晶體管S6的輸出端、所 述逆變晶體管S4的輸入端和所述電感L2的第一端，所述逆變晶體管S3和所述逆變晶體管S4的輸出端同時接所述直流電源的負(fù)極，所述電感L2的第二端和所述電感LI的第二端分別接電網(wǎng)Grid，所述續(xù)流體二極管D5的陽極接所述續(xù)流晶體管S5的輸入端，所述續(xù)流體二極管D5的陰極接所述續(xù)流晶體管S5的輸出端，所述續(xù)流體二極管D6的陽極接所述續(xù)流晶體管S6的輸入端，所述續(xù)流體二極管D6的陰極接所述續(xù)流晶體管S6的輸出端。進(jìn)一步地，所述逆變晶體管S1-S4都為不包括自帶的體二極管的逆變晶體管，各個元器件的連接關(guān)系就如上所述。進(jìn)一步地，所述逆變晶體管S1-S4分別為包括自帶的體二極管D1-D4的逆變晶體管，所述體二極管Dl的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管SI的輸入端和輸出端，所述體二極管D2的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管S2的輸入端和輸出端，所述體二極管D3的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管S3的輸入端和輸出端，所述體二極管D4的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管S4的輸入端和輸出端。本實用新型提供的逆變器電路，通過新增的帶有續(xù)流體二極管D5的續(xù)流晶體管S5和帶有續(xù)流體二極管D6的續(xù)流晶體管S6，在電路工作中提供新的續(xù)流路徑，能夠提升整個逆變器的逆變效率并降低電磁干擾的影響。

圖I是傳統(tǒng)的全橋逆變電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是對圖I中的全橋逆變電路進(jìn)行雙極性調(diào)制的驅(qū)動信號的示意圖；圖3是對圖I中的全橋逆變電路進(jìn)行單極性調(diào)制的驅(qū)動信號的示意圖；圖4是本實用新型第一實施例提供的逆變器電路的元器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型第一實施例和第二實施例提供的逆變器電路中的晶體管的驅(qū)動信號示意圖；圖6是本實用新型實施例提供的逆變器電路處于電網(wǎng)電壓正半周期的逆變階段的電流路徑不意圖；圖7是本實用新型實施例提供的逆變器電路處于電網(wǎng)電壓正半周期的續(xù)流階段的電流路徑不意圖；圖8是本實用新型實施例提供的逆變器電路處于電網(wǎng)電壓負(fù)半周期的逆變階段的電流路徑不意圖；[0028]圖9是本實用新型實施例提供的逆變器電路處于電網(wǎng)電壓負(fù)半周期的續(xù)流階段的電流路徑不意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型提供的逆變器電路，通過新增的帶有續(xù)流體二極管D5的續(xù)流晶體管S5和帶有續(xù)流體二極管D6的續(xù)流晶體管S6，在電路工作中提供新的續(xù)流路徑，能夠提升整個逆變器的逆變效率并降低電磁干擾的影響。圖4是本實用新型第一實施例提供的逆變器電路的元器件結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于 說明，僅示出了與本實用新型第一實施例相關(guān)的部分，如圖所示一種逆變器電路，與直流電源SG相連，包括逆變晶體管SI、逆變晶體管S2、逆變晶體管S3、逆變晶體管S4、電感LI、電感L2和電容C ;本逆變器電路還包括帶有續(xù)流體二極管D5的續(xù)流晶體管S5、帶有續(xù)流體二極管D6的續(xù)流晶體管S6 ；作為本實用新型的第一實施例，逆變晶體管S1-S4分別為帶有體二極管D1-D4的逆變晶體管；其中，體二極管Dl的陽極、陰極分別接逆變晶體管SI的輸入端和輸出端，體二極管D2的陽極、陰極分別接逆變晶體管S2的輸入端和輸出端，體二極管D3的陽極、陰極分別接逆變晶體管S3的輸入端和輸出端，體二極管D4的陽極、陰極分別接逆變晶體管S4的輸入端和輸出端；電容C并接在直流電源SG的兩端，逆變晶體管S1-S4和續(xù)流晶體管S5-S6的驅(qū)動端分別接驅(qū)動信號，逆變晶體管SI和逆變晶體管S2的輸入端同時接直流電源SG的正極，逆變晶體管SI的輸出端同時接續(xù)流晶體管S5、續(xù)流晶體管S6的輸入端，續(xù)流晶體管S5的輸出端同時接逆變晶體管S3的輸入端和電感LI的第一端，逆變晶體管S2的輸出端同時接續(xù)流晶體管S6的輸出端、逆變晶體管S4的輸入端和電感L2的第一端，逆變晶體管S3的輸出端和逆變晶體管S4的輸出端同時接直流電源SG的負(fù)極，電感L2的第二端和電感LI的第二端分別接電網(wǎng)Grid的兩端，續(xù)流體二極管D5的陽極接續(xù)流晶體管S5的輸入端，續(xù)流體二極管D5的陰極接續(xù)流晶體管S5的輸出端，續(xù)流體二極管D6的陽極接續(xù)流晶體管S6的輸入端，續(xù)流體二極管D6的陰極接續(xù)流晶體管S6的輸出端。作為本實用新型的第二實施例，逆變晶體管S1-S4都為不包括自帶體二極管的逆
變晶體管。不論是第一實施例或者是第二實施例提供的逆變器電路，其中的逆變晶體管S1-S4都采用高頻正弦脈寬調(diào)制方式(SPWM)驅(qū)動，而續(xù)流晶體管S5、S6則采用與電網(wǎng)同頻率的低頻脈寬調(diào)制方式驅(qū)動，晶體管的驅(qū)動信號示意圖如附圖5所示，其中續(xù)流晶體管S5、S6的驅(qū)動信號相位相差180度，逆變晶體管SI和S4的驅(qū)動信號相同，逆變晶體管S2和S3的驅(qū)動信號相同。下面對本實用新型第一實施例或者是第二實施例提供的逆變器電路的工作原理作具體說明在電網(wǎng)電壓的正半周期，續(xù)流晶體管S5持續(xù)導(dǎo)通，逆變晶體管S2和S3、續(xù)流晶體管S6保持截止，逆變晶體管SI和S4高頻同步切換，經(jīng)電感LI和電感L2濾波之后輸出正半周期交流電壓。此過程中，逆變晶體管SI和S4同步導(dǎo)通時，整個逆變器電路處于逆變階段，如圖6 所示，電流路徑為 SG — SI — S5 — LI — Grid — L2 — S4 — SG ;逆變晶體管SI和S4同步截止時，整個逆變器電路處于續(xù)流階段，如圖7所示，電流路徑 Grid — L2 — D6 — S5 — LI — Grid。在電網(wǎng)電壓的負(fù)半周期，續(xù)流晶體管S6持續(xù)導(dǎo)通，逆變晶體管SI和S4、續(xù)流晶體管S5保持截止，逆變晶體管S2和S3高頻同步切換，經(jīng)電感LI和電感L2濾波之后輸出負(fù) 半周期交流電壓。此過程中，逆變晶體管S2和S3同步導(dǎo)通時，整個逆變器電路處于逆變階段，如圖8 所示，電流路徑 SG — S2 — L2 — Grid — LI — S3 — SG ;逆變晶體管S2和S3同步截止時，整個逆變器電路處于續(xù)流階段，如圖9所示，電流路徑 Grid — LI — D5 — S6 — L2 — Grid。至此，整個逆變器電路完成了一個工作周期，并且會按此方式循環(huán)運行。本實用新型兩個實施例提供的逆變器電路，由于同一電流回路中的上下兩個晶體管同步工作于高頻通斷狀態(tài)，通過新增的兩個帶有續(xù)流體二極管的續(xù)流晶體管S5和S6，提供了新的續(xù)流路徑，使得不論是在電網(wǎng)電壓的正半周期或者負(fù)半周期的續(xù)流過程中，圖4中A、B兩點的電位基本能始終保持一致，儲能電容C不再參與續(xù)流，減小了續(xù)流回路；且在續(xù)流階段，斷開與直流電源一側(cè)的聯(lián)系，使圖4中A、B兩點電壓的變化幅度減小了一半，降低了開關(guān)損耗，提高了逆變效率，同時，也實現(xiàn)了降低電磁干擾影響的目的。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了較詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改、或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種逆變器電路，與直流電源相連，包括逆變晶體管SI、逆變晶體管S2、逆變晶體管S3、逆變晶體管S4、電感LI、電感L2和電容C，其特征在于，所述逆變器電路還包括帶有續(xù)流體二極管D5的續(xù)流晶體管S5、帶有續(xù)流體二極管D6的續(xù)流晶體管S6 ； 所述電容C并接在所述直流電源的兩端，所述逆變晶體管S 1-S4和所述續(xù)流晶體管S5-S6的驅(qū)動端分別接驅(qū)動信號源，所述逆變晶體管SI和所述逆變晶體管S2的輸入端同時接所述直流電源的正極，所述逆變晶體管SI的輸出端同時接所述續(xù)流晶體管S5、續(xù)流晶體管S6的輸入端，所述續(xù)流晶體管S5的輸出端同時接所述逆變晶體管S3的輸入端和所述電感LI的第一端，所述逆變晶體管S2的輸出端同時接所述續(xù)流晶體管S6的輸出端、所述逆變晶體管S4的輸入端和所述電感L2的第一端，所述逆變晶體管S3和所述逆變晶體管S4的輸出端同時接所述直流電源的負(fù)極，所述電感L2的第二端和所述電感LI的第二端分別接電網(wǎng)Grid，所述續(xù)流體二極管D5的陽極接所述續(xù)流晶體管S5的輸入端，所述續(xù)流體二極管D5的陰極接所述續(xù)流晶體管S5的輸出端，所述續(xù)流體二極管D6的陽極接所述續(xù)流晶體管S6的輸入端，所述續(xù)流體二極管D6的陰極接所述續(xù)流晶體管S6的輸出端。
2.如權(quán)利要求I所述的逆變器電路，其特征在于，所述逆變晶體管S1-S4都為不包括體二極管的逆變晶體管。
3.如權(quán)利要求I所述的逆變器電路，其特征在于，所述逆變晶體管S1-S4分別為包括自帶的體二極管D1-D4的逆變晶體管，所述體二極管Dl的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管SI的輸入端和輸出端，所述體二極管D2的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管S2的輸入端和輸出端，所述體二極管D3的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管S3的輸入端和輸出端，所述體二極管D4的陽極、陰極分別接所述逆變晶體管S4的輸入端和輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種逆變器電路，由于同一電流回路中的上下兩個晶體管同步工作于高頻通斷狀態(tài)，通過新增的兩個帶有續(xù)流體二極管的續(xù)流晶體管，提供了新的續(xù)流路徑，減小了續(xù)流回路，且在續(xù)流階段，斷開與直流電源一側(cè)的聯(lián)系，降低了開關(guān)損耗，提高了逆變效率；同時，也實現(xiàn)了降低電磁干擾影響的目的。
文檔編號H02M7/5387GK202721620SQ201220298179
公開日2013年2月6日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者丁永強, 王昊旻 申請人:深圳古瑞瓦特新能源有限公司