[发明专利]一种可切换输出模式的裂相逆变电路

说明书

本发明公开了一种可切换输出模式的裂相逆变电路，包括电感La、电感Lb、电感Lc、继电器S1和开关管Q1‑Q8，所述开关管Q1与Q2串联、开关管Q3与Q4串联、开关管Q5与Q6串联后两两并联连接，所述电感La的一端连接至开关管Q1与Q2之间、所述电感Lc的一端连接至开关管Q5与Q6之间，所述电感Lb的一端连接继电器S1后接至开关管Q3与Q4之间，当继电器S1闭合时，所述裂相逆变电路输出裂相120/240V，当继电器S1断开时，所述裂相逆变电路输出单相240V。与现有的裂相逆变电路相比，输出单相240V时可以少2个开关管，同时逆变电感Lb也没有励磁消磁过程，减少磁芯损耗，在并网应用中，用户收益更大。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种可切换输出模式的裂相逆变电路。

背景技术

目前全球存在TN_S、TN_C、TN_C_S、TT、IT等多种电网系统。不同地区的电网系统差异较大，以美国与中国作对比，美国家用供电系统引入为120/240V单相三线，这个240V实际是相位差180°的120V单相组成，而中国的是220V单相系统。

在储能应用领域，逆变器在离网运行，可直接输出120/240V裂相电源，能够满足两种电压的家庭负载使用；而在并网运行时，由于有电网的存在，用户120V负载可由电网提供能源，逆变器输出单相240V即可。如图1所示为现有的裂相输出逆变电路，可实现裂相输出120V和240V电源，能够满足离网同时输出两个电压的基本功能，可应用在类似美国裂相电网结构的系统中，但是其在并网应用中，逆变器共有三个桥臂一起工作，开关管与电感损耗大，效率低下，在光伏发电或者储能应用领域，严重影响用户投资效益。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可切换输出模式的裂相逆变电路，包括电感La、电感Lb、电感Lc、继电器S1和开关管Q1-Q8，所述开关管Q1与Q2串联、开关管Q3与Q4串联、开关管Q5与Q6串联后两两并联连接，所述电感La的一端连接至开关管Q1与Q2之间、所述电感Lc的一端连接至开关管Q5与Q6之间，所述电感Lb的一端连接继电器S1后接至开关管Q3与Q4之间，当继电器S1闭合时，所述裂相逆变电路输出裂相120/240V，当继电器S1断开时，所述裂相逆变电路输出单相240V。

进一步的，还包括输入电容Cbus、输出电容C1、输出电容C2，所述输出电容C1和输出电容C2串联连接后一端连接电感La的另一端，另一端连接电感Lc的另一端；所述电感Lb的另一端连接至输出电容C1和输出电容C2之间。

进一步的，所述开关管Q7与Q8串联连接后一端和所述电感La的所述一端连接，另一端和所述电感Lc的所述一端连接。

进一步的，当所述逆变电路输出裂相120/240V时，即同时输出120V和240V电源，所述逆变电路的调制方式包括双极性SPWM调制和单极性SPWM倍频调制。

进一步的，所述双极性SPWM调制为：所述电感La、电感Lb、电感Lc的电感值相等，通过输入电容Cbus得到输入电压Vbus，输出电容C1和输出电容C2得到输出电压Vc1和Vc2，在电压正半周期内，Q1占空比为DQ1；Q3占空比为DQ3，DQ3=0.5；Q5占空比为DQ5，DQ5=1-DQ1，其中DQ1=0.5+Vc1/Vbus；在一个开关周期内，Q1与Q2驱动互补，Q3与Q4驱动互补，Q3占空比为0.5，Q5与Q6驱动互补，Q1与Q5驱动互补，Q7驱动常关，Q8驱动常关。

进一步的，所述单极性SPWM倍频调制为：在一个开关周期内，Q1与Q2驱动互补，Q3与Q4驱动互补，Q5与Q6驱动互补，Q7驱动常关，Q8驱动常关。

进一步的，所述裂相逆变电路输出单相240V时，在电压正半周期内，Q1与Q6驱动同步，Q1与Q8驱动互补，Q7驱动常高电平，Q2、Q3、Q4、Q5驱动常低电平；电压负半周期内，Q2与Q5驱动同步，Q2与Q7驱动互补，Q8驱动常高电平，Q1、Q3、Q4、Q6驱动常低电平。