本實(shí)用新型涉及逆變器領(lǐng)域,尤其一種八開關(guān)逆變器。
背景技術(shù):
隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的加劇,對(duì)清潔能源的需求越來越迫切,新能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,逆變器則是新能源發(fā)電必不可少的重要組成部分。光伏發(fā)電是一種典型的新能源發(fā)電形式,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽能電池板發(fā)出的電能為直流電,然而我國民用電網(wǎng)基本是交流電網(wǎng),且民用電力的負(fù)載也大多為交流負(fù)載,因此太陽能電池板發(fā)出的直流電不適合直接用于日常供電,需要將直流電轉(zhuǎn)化為與民用電力相匹配的交流電,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性。逆變器通過電路中開關(guān)的切換,將新能源發(fā)電產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為和交流電網(wǎng)同頻率同相位的交流電,與交流電網(wǎng)相連接,向電網(wǎng)輸送能量,從而保證新能源發(fā)電所產(chǎn)生電能的可靠利用。
現(xiàn)有技術(shù)中的全橋逆變器,如圖1所示,電路中一共有八個(gè)開關(guān)和兩個(gè)電感。八個(gè)開關(guān)分別為可控單向開關(guān)So1、二極管Do1、可控單向開關(guān)So2、二極管Do2、可控單向開關(guān)So3、二極管Do3、可控單向開關(guān)So4、二極管Do4,可控單向開關(guān)可以通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高、低電平控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷,且開關(guān)導(dǎo)通時(shí)電流只能單方向流動(dòng),二極管Do1、二極管Do2、二極管Do3、二極管Do4四個(gè)開關(guān)為不可控單向開關(guān),不可控單向開關(guān)不需要驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制,只要其承受正向電壓,開關(guān)即導(dǎo)通,否則開關(guān)關(guān)斷,且開關(guān)導(dǎo)通時(shí)電流只能單方向流動(dòng)。電感為L1和L2,起到了濾波的作用。
全橋逆變器中,可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同,兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷,可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同,兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷,且可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4和可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3交替導(dǎo)通,即可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4導(dǎo)通時(shí)可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3關(guān)斷,可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4關(guān)斷時(shí)可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3導(dǎo)通。UDC為輸入直流電壓,電壓極性始終要上正下負(fù),uAC為輸出交流電壓,當(dāng)可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4導(dǎo)通時(shí)uAC電壓極性上正下負(fù),當(dāng)可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3導(dǎo)通時(shí)uAC電壓極性上負(fù)下正,因此uAC的大小和方向隨時(shí)間變化,全橋逆變器實(shí)現(xiàn)了直流電到交流電的電能變換。
從全橋逆變器的電路圖可以看出,可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So2串聯(lián)后直接和輸入直流電UDC并聯(lián),同樣開關(guān)可控單向開關(guān)So3、可控單向開關(guān)So4串聯(lián)后也直接和輸入直流電UDC并聯(lián)。在可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4關(guān)斷、可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3導(dǎo)通的瞬間,以及可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So4導(dǎo)通,可控單向開關(guān)So2、可控單向開關(guān)So3關(guān)斷的瞬間,因?yàn)殚_關(guān)的不可靠導(dǎo)通和關(guān)斷,會(huì)導(dǎo)致極短時(shí)間內(nèi)可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So2的同時(shí)導(dǎo)通和可控單向開關(guān)So3、可控單向開關(guān)So4的同時(shí)導(dǎo)通,這就會(huì)造成輸入直流電UDC的瞬間短路,會(huì)在可控單向開關(guān)So1、可控單向開關(guān)So2的串聯(lián)支路以及可控單向開關(guān)So3、可控單向開關(guān)So4的串聯(lián)支路中產(chǎn)生極大的電流,對(duì)開關(guān)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害,影響了逆變器的可靠性和工作時(shí)的安全性。
因此,全橋逆變電路需要給電路中開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)置死區(qū)以避免瞬間短路,即在對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻進(jìn)行短時(shí)間的延遲,從而導(dǎo)致兩方面的缺點(diǎn),一是設(shè)置死區(qū)增加了逆變器控制的復(fù)雜程度,二是死區(qū)會(huì)導(dǎo)致逆變器輸出的交流電壓和電流發(fā)生畸變,降低逆變器向電網(wǎng)輸送的電能質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中全橋逆變電路需要給電路中開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)置死區(qū)以避免瞬間短路,即在對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻進(jìn)行短時(shí)間的延遲問題,因此,在此提供一種八開關(guān)逆變器。
一種八開關(guān)逆變器,其特征在于,包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)、第八開關(guān);
所述第一開關(guān)和第二開關(guān)的輸出端連接,所述第三開關(guān)和第四開關(guān)的輸入端連接,所述第五開關(guān)和第六開關(guān)的輸出端連接,所述第七開關(guān)和第八開關(guān)的輸入端連接;
所述第一開關(guān)的輸入端、第三開關(guān)的輸出端、第五開關(guān)的輸入端和第七開關(guān)的輸出端連接后并與直流源的正極或負(fù)極連接;
所述第二開關(guān)的輸入端、第四開關(guān)的輸出端、第六開關(guān)的輸入端、第八開關(guān)的輸出端連接后與直流源的另一極連接。
進(jìn)一步地,還包括第一電感、第二電感、第三電感、第四電感;
所述第一電感一端和第二電感的一端連接后作為交流輸出的一端,第一電感的另一端與第一開關(guān)的輸出端連接;所述第二電感的另一端與第三開關(guān)的輸入端連接;
所述第三電感的一端和第四電感的一端連接作為交流輸出的另一端,第三電感的另一端與第五開關(guān)的輸出端連接,第四電感的另一端和第七開關(guān)的輸入端連接。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端、第三開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端、第六開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端、第八開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端連接作為第一驅(qū)動(dòng)端,所述第二開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端、第四開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端、第五開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端、第七開關(guān)的驅(qū)動(dòng)端連接作為第二驅(qū)動(dòng)端。
進(jìn)一步地,所述第一驅(qū)動(dòng)端和第二驅(qū)動(dòng)端啟閉互補(bǔ)。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、第七開關(guān)、第八開關(guān)均為可控單向開關(guān)。
進(jìn)一步地,所述直流源為光伏面板。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)的輸入端、第三開關(guān)的輸出端、第五開關(guān)的輸入端和第七開關(guān)的輸出端連接后并與直流源的正極連接。
進(jìn)一步地,還包括電磁干擾濾波器,所述電磁干擾濾波器包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述電磁干擾濾波器的第一輸入端與第一電感和第二電感的連接點(diǎn)連接,第二輸入端與第三電感和第四電感的連接點(diǎn)連接,第一輸出端和第二輸出端分別為交流輸出的兩端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型中不存在開關(guān)串聯(lián)后直接和輸入直流電UDC并聯(lián)的情況,電感 L1、電感L2、電感L3、電感L4中至少有兩個(gè)電感始終會(huì)出現(xiàn)在開關(guān)的串聯(lián)支路中。因?yàn)殡姼须娏鞑荒芡蛔?,帶電感的開關(guān)串聯(lián)支路不會(huì)導(dǎo)致UDC的瞬間短路而產(chǎn)生大電流,因此無需給電路中開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)置死區(qū)以避免瞬間短路,這就避免了全橋逆變電路的缺點(diǎn)。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中逆變器的原理圖。
圖2是本實(shí)用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的正極連接時(shí)的電路圖。
圖3是本實(shí)用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的正極連接時(shí)且包括電磁干擾濾波器的電路圖。
圖4是本實(shí)用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的負(fù)極連接時(shí)的電路圖。
圖5是本實(shí)用新型一種八開關(guān)逆變器中第一開關(guān)的輸入端與直流源的負(fù)極連接時(shí)且包括電磁干擾濾波器的電路圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖2所示,一種八開關(guān)逆變器,包括第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4。所述第一開關(guān)S1和第二開關(guān)S2的輸出端連接,所述第三開關(guān)S3和第四開關(guān)S4的輸入端連接,所述第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6的輸出端連接,所述第七開關(guān)S7和第八開關(guān)S8的輸入端連接。所述第一開關(guān)S1的輸入端、第三開關(guān)S3的輸出端、第五開關(guān)S5的輸入端和第七開關(guān)S7的輸出端連接后并與直流源UDC的正極連接。
所述第二開關(guān)S2的輸入端、第四開關(guān)S4的輸出端、第六開關(guān)S6的輸入端、第八開關(guān)S8的輸出端連接后與直流源UDC的負(fù)極連接。
所述第一電感L1一端和第二電感L2的一端連接后作為交流輸出的一端,第一電感L1的另一端與第一開關(guān)S1的輸出端連接;所述第二電感L2的另一端與第三開關(guān)S3的輸入端連接。所述第三電感L3的一端和第四電感L4的一端連接作為交流輸出的另一端,第三電感L3的另一端與第五開關(guān)S5的輸出端連接,第四電感L4的另一端和第七開關(guān)S7的輸入端連接。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1的驅(qū)動(dòng)端、第三開關(guān)S3的驅(qū)動(dòng)端、第六開關(guān)S6的驅(qū)動(dòng)端、第八開關(guān)S8的驅(qū)動(dòng)端連接作為第一驅(qū)動(dòng)端,所述第二開關(guān)S2的驅(qū)動(dòng)端、第四開關(guān)S4的驅(qū)動(dòng)端、第五開關(guān)S5的驅(qū)動(dòng)端、第七開關(guān)S7的驅(qū)動(dòng)端連接作為第二驅(qū)動(dòng)端。第一驅(qū)動(dòng)端和第二驅(qū)動(dòng)端啟閉互補(bǔ)。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8均為可控單向開關(guān)。
進(jìn)一步地,所述直流源UDC為光伏面板。
如圖3所示,逆變器還包括電磁干擾濾波器1,所述電磁干擾濾波器1包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述電磁干擾濾波器1的第一輸入端與第一電感L1和第二電感L2的連接點(diǎn)連接,第二輸入端與第三電感L3和第四電感L4的連接點(diǎn)連接,第一輸出端和第二輸出端分別為交流輸出的兩端。
實(shí)施例2
如圖4所示,一種八開關(guān)逆變器,包括第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4。所述第一開關(guān)S1和第二開關(guān)S2的輸出端連接,所述第三開關(guān)S3和第四開關(guān)S4的輸入端連接,所述第五開關(guān)S5和第六開關(guān)S6的輸出端連接,所述第七開關(guān)S7和第八開關(guān)S8的輸入端連接。所述第一開關(guān)S1的輸入端、第三開關(guān)S3的輸出端、第五開關(guān)S5的輸入端和第七開關(guān)S7的輸出端連接后并與直流源UDC的負(fù)極連接。
所述第二開關(guān)S2的輸入端、第四開關(guān)S4的輸出端、第六開關(guān)S6的輸入端、第八開關(guān)S8的輸出端連接后與直流源UDC的正極連接。
所述第一電感L1一端和第二電感L2的一端連接后作為交流輸出的一端,第一電感L1的另一端與第一開關(guān)S1的輸出端連接;所述第二電感L2的另一端與第三開關(guān)S3的輸入端連接。所述第三電感L3的一端和第四電感L4的一端連接作為交流輸出的另一端,第三電感L3的另一端與第五開關(guān)S5的輸出端連接,第四電感L4的另一端和第七開關(guān)S7的輸入端連接。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1的驅(qū)動(dòng)端、第三開關(guān)S3的驅(qū)動(dòng)端、第六開關(guān)S6的驅(qū)動(dòng)端、第八開關(guān)S8的驅(qū)動(dòng)端連接作為第一驅(qū)動(dòng)端,所述第二開關(guān)S2的驅(qū)動(dòng)端、第四開關(guān)S4的驅(qū)動(dòng)端、第五開關(guān)S5的驅(qū)動(dòng)端、第七開關(guān)S7的驅(qū)動(dòng)端連接作為第二驅(qū)動(dòng)端。第一驅(qū)動(dòng)端和第二驅(qū)動(dòng)端啟閉互補(bǔ)。
進(jìn)一步地,所述第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6、第七開關(guān)S7、第八開關(guān)S8均為可控單向開關(guān)。
進(jìn)一步地,所述直流源UDC為光伏面板。
如圖5所示,逆變器還包括電磁干擾濾波器1,所述電磁干擾濾波器1包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述電磁干擾濾波器1的第一輸入端與第一電感L1和第二電感L2的連接點(diǎn)連接,第二輸入端與第三電感L3和第四電感L4的連接點(diǎn)連接,第一輸出端和第二輸出端分別為交流輸出的兩端。
實(shí)施例3
一種八開關(guān)逆變器的控制方法,其中八開關(guān)逆變器的連接方式與實(shí)施例1相同。首先在電網(wǎng)電壓正半周時(shí),控制第一驅(qū)動(dòng)端為高電平,此時(shí),直流源UDC、第一開關(guān)S1、第一電感L1、交流輸出端uAC、第四電感L4、第八開關(guān)S8構(gòu)成回路;然后在電網(wǎng)電壓負(fù)半周時(shí),控制第二驅(qū)動(dòng)端為高電平,此時(shí),直流源UDC、第五開關(guān)S5、第三電感L3、交流輸出端uAC、第二電感L2、第四開關(guān)S4構(gòu)成回路。
實(shí)施例4
一種八開關(guān)逆變器的控制方法,其中八開關(guān)逆變器的連接方式與實(shí)施例2相同。首先在電網(wǎng)電壓正半周時(shí),控制第二驅(qū)動(dòng)端為高電平,此時(shí),直流源UDC、第二開關(guān)S2、第一電感L1、交流輸出端uAC、第四電感L4、第七開關(guān)S7構(gòu)成回路;然后在電網(wǎng)電壓負(fù)半周時(shí),控制第二驅(qū)動(dòng)端為高電平,此時(shí),直流源UDC、第六開關(guān)S6、第三電感L3、交流輸出端uAC、第二電感L2、第三開關(guān)S3構(gòu)成回路。
以上僅為本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型創(chuàng)造,凡在本實(shí)用新型創(chuàng)造的精神和原則之內(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(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。