[发明专利]一种双母线平衡电路、电子设备及控制方法

说明书

本发明公开了一种双母线平衡电路、电子设备及控制方法。电路的正母线电容C1和负母线电容C2相串联，第一开关管S1的一端与电容C1的一端连接，第一开关管S1的另一端与第一电感L1一端、第一二极管D1的阴极连接，第一电感L1的另一端连接在正母线电容C1和负母线电容C2的连接处，第二开关管S2的一端与第二电感L2的一端、第二二极管D2的阳极连接，第二开关管S2的另一端与负母线电容C2的一端、第一二极管D1的阳极连接，第二二极管D2的阴极与正母线电容C1的一端连接，第二电感L2的另一端连接在正母线电容C1和负母线电容C2的连接处，第一开关管S1和第二开关管S2均通过控制器控制占空比。本发明可以实现双母线电容的能量转换，达到双母线电压平衡的目的。

技术领域

本发明涉及发电技术、电源技术和光伏储能技术领域，更具体地说，特别涉及一种双母线平衡电路、电子设备及控制方法。

背景技术

随着太阳能板、锂电池包的发展，以及设备所需求的功率提升，对于设备直流侧的需求也越来越高。以光伏并网逆变器为例，太阳能板侧接入一般是采用串联为主的方式，最高电压可达上千伏。考虑到逆变侧效率，所以设备内部采用双母线的方案。由于经济性，双母线所使用的母线电容会控制在一定的规格内，所以双母线电压的平衡策略成为这种设备的关键技术。

现有的技术主要是逆变侧设计三电平的方案，通过逆变侧去调节双母线电压的平衡。这种电路的缺点是：如果机器用于离网用途时，逆变输出为电压源，双母线电压没有平衡电路可以对其进行调节。在双母线电压失控的情况下，只能牺牲逆变输出的电压波形才有可能调节；如果机器用于并网用途时，双母线依赖逆变电路调节，该调节方式会在一定程度上牺牲并网侧电流的谐波或者直流分量，因此，以上两种技术方案并不属于最优方案。

另外，现有技术也有采用通过变压器隔离进行分别对双母线控制的电路拓扑。这种技术在一些设备上使用并不经济，同时电路复杂且效率低下。

为此，有必要开发一种用于光伏储能逆变器的双母线平衡电路拓扑及控制方法，以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双母线平衡电路、电子设备及控制方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双母线平衡电路，包括正母线电容C1、负母线电容C2、第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1和第二电感L2，所述正母线电容C1和负母线电容C2相串联，所述第一开关管S1的一端与电容C1的一端连接，所述第一开关管S1的另一端与第一电感L1一端、第一二极管D1的阴极连接，所述第一电感L1的另一端连接在正母线电容C1和负母线电容C2的连接处，所述第二开关管S2的一端与第二电感L2的一端、第二二极管D2的阳极连接，所述第二开关管S2的另一端与负母线电容C2的一端、第一二极管D1的阳极连接，所述第二二极管D2的阴极与正母线电容C1的一端连接，所述第二电感L2的另一端连接在正母线电容C1和负母线电容C2的连接处，所述第一开关管S1和第二开关管S2均通过控制器控制占空比。

进一步地，所述第一开关S1、第二开关S2均为IGBT管，所述第一开关S1的漏极与电容C1的一端连接，第一开关管S1的源极与第一电感L1的一端、第一二极管D1的阴极连接，所述第二开关S2的漏极与第二电感L2的一端、第二二极管D2的阳极连接，所述第二开关S2的源极与负母线电容C2的一端连接。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备内包括上述双母线平衡电路拓扑。

进一步地，所述电子设备为高压PV或高压电池、三电平的并网逆变器或储能逆变器。

本发明还提供一种根据上述的双母线平衡电路拓扑的控制方法，该控制方法包括以下步骤，

首先、判断在满足Vhigh(Vc1+Vc2)Vlow时，双母线电压平衡电路处于被允许开启状态；