[发明专利]一种变换电路及其控制方法

说明书

本申请实施例提供一种变换电路及其控制方法。本申请实施例提供的变换电路通过开关模块实现逆变器中低速开关的功能，通过桥臂电路实现逆变器中高速开关的功能，电路设计合理高效，能够以低成本实现高效率。并且电路中设置至少两个桥臂电路，有利于动稳态均流及热分散，能够实现高功率密度。此外，该桥臂电路中的开关元件能够实现零电压开通ZVS，因此本申请实施例提供的变换电路的损耗较低。

技术领域

本申请实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种变换电路及其控制方法。

背景技术

随着现代技术的发展，太阳能光伏发电系统的相关技术愈发成熟。其中，光伏(photovoltaic，PV)逆变器是太阳能光伏发电系统的主要组件。PV逆变器用于光伏面板产生的直流电源转换为交流电源(直流电转换为交流电)。

PV逆变器发展趋势是高效率、高功率密度以及较低成本。然而,实现高效率往往导致较低的功率密度、高成本以及高重量/体积。因此，在现今现有的解决方案中，PV逆变器要么优先实现高效率，要么优先实现高功率密度，无法同时实现高效率和高功率密度。

发明内容

本申请实施例提供了一种变换电路及其控制方法，能够以低成本实现高效率以及高功率密度。

第一方面，本申请实施例提供一种变换电路，包括：开关模块和至少一个桥臂电路；开关模块包括第一直流输入端、第二直流输入端、第三直流输入端、第一输出端和第二输出端；开关模块用于导通第一直流输入端至第一输出端，导通第三直流输入端至第二输出端，关断第二直流输入端，或用于导通第三直流输入端至第一输出端，导通第二直流输入端至第二输出端，关断第一直流输入端；桥臂电路包括第一开关元件、第二开关元件和第一电感；第一开关元件的一端连接开关模块的第一输出端，另一端连接第二开关元件的一端；第二开关元件的另一端连接开关模块的第二输出端；第一开关元件和第二开关元件的连接端连接第一电感的一端，第一电感的另一端连接交流输出端。

本申请实施例提供的变换电路通过开关模块实现逆变器中低速开关的功能(转换交流输出电压正负半周)，通过桥臂电路实现逆变器中高速开关的功能(转换交流输出电流方向)，电路设计合理高效，能够以低成本实现高效率。并且电路中设置至少两个桥臂电路，有利于动稳态均流及热分散，能够实现高功率密度。此外，该桥臂电路中的开关元件能够实现零电压开通ZVS，因此本申请实施例提供的变换电路的损耗较低。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该电路还包括控制器；控制器连接开关模块，用于控制开关模块导通第一直流输入端至第一输出端，导通第三直流输入端至第二输出端，关断第二直流输入端，或控制开关模块导通第三直流输入端至第一输出端，导通第二直流输入端至第二输出端，关断第一直流输入端；控制器还连接第一开关元件和第二开关元件，用于控制第一开关元件和第二开关元件的导通和关断。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，开关模块包括：第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件、第六开关元件；第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件和第六开关元件依次串联；第三开关元件和第四开关元件的连接点连接第一输出端，第五开关元件和第六开关元的连接点连接第二输出端；第三开关元件的非串联端连接第一直流输入端，第六开关元件的非串联端连接第二直流输入端，第四开关元件和第五开关元件的串联中点连接第三直流输入端。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第三开关元件、第四开关元件、第五开关元件、第六开关元件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应管MOSFET、开关管或可控开关的至少一种。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第一开关元件、第二开关元件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应管MOSFET或开关管。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。