[发明专利]基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统，包括输入直流源、开关电容网络、单相高频组合调制开关、输出滤波电路和负载；所述输入直流源、开关电容网络、单相高频组合调制开关、输出滤波电路和负载依序级联。本发明相较于传统降压逆变系统，具有效率高、体积小、输入电压范围宽等优点，适用于大容量逆变场合。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，具体涉及一种基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统及其方法。

背景技术

降压型逆变系统在新能源发电领域得到广泛应用，传统单相全桥型Buck逆变系统存在全桥桥臂直通问题，需设置控制死区，且直流输入电压范围有限，不适用于需要较宽输入电压范围的应用场合。双Buck型逆变系统，虽然改进了传统单相全桥型Buck逆变系统桥臂直通的问题，相较于单相全桥Buck型逆变系统其输入电压范围也有所改善，但同时也引入了另一路的储能输出电感，造成系统重量、成本和体积增加的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统及其方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统，包括输入直流源、开关电容网络、单相高频组合调制开关、输出滤波电路和负载；所述输入直流源、开关电容网络、单相高频组合调制开关、输出滤波电路和负载依序级联。

进一步的，所述开关电容网络包括两个储能电容C₁、C₂、三个高频斩波功率开关S₅、S₆和S₇；所述高频斩波功率开关S₇的一端与输入直流源的参考正极性端相连接，另一端与储能电容C₁的参考正极性端及高频斩波功率开关S₅的一端分别连接；所述高频斩波功率开关S₅的另一端与储能电容C₂的参考正极性端相连接；所述高频斩波功率开关S₆的一端与储能电容C₂的参考负极性端及输入直流电源的参考负极性端分别连接；所述高频斩波功率开关S₆的另一端与储能电容C₁的参考负极性端连接；储能电容C₂的参考正极性端与单相高频组合调制开关的正母线端相连接，储能电容C₁的参考负极性端与单相高频组合调制开关的负母线端相连接。

进一步的，所述单相高频组合调制开关由四个承受单相电压应力和双相电流应力的两象限功率开关构成。

进一步的，所述输出滤波电路由输出滤波电感L_f、输出滤波电容C_f依次级联构成。

一种基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统的控制方法，包括以下步骤：基于开关电容网络的宽输入降压逆变系统输出电压反馈信号u_o与输出电压参考u_oref进入输出电压PI外环，PI调节器输出信号u_e再与前馈控制信号u_s1进入比较器1后产生系统储能占空比D，最后经过组合逻辑电路产生各开关管驱动信号。当输入电压或是输出负载突变时，通过控制储能占空比实现输出电压u_o的稳定。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明相较于传统降压逆变系统，具有效率高、体积小、输入电压范围宽等优点，适用于大容量逆变场合。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图；

图2是本发明一实施例中电路拓扑图；