一種多電平高效逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種逆變電源，尤其涉及一種多電平高效逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器為一種電能轉(zhuǎn)換裝置，主要以實現(xiàn)由直流電能到交流電的能量轉(zhuǎn)換。并網(wǎng)逆變器包括光伏并網(wǎng)逆變器、風能并網(wǎng)逆變器、燃料電池并網(wǎng)逆變器等。并網(wǎng)逆變器能將可再生能源產(chǎn)生的能量高效能的轉(zhuǎn)換為可并接至市電的與市電同頻率、同相位的交流電。
[0003]按其電路形式來劃分:半橋逆變電源及全橋逆變電源。其中全橋逆變電源的控制方式有兩種:單極性SPWM調(diào)制，雙極性SPWM調(diào)制。雙極性SPWM調(diào)制同一橋臂的兩個開關(guān)管互補驅(qū)動，由于開關(guān)管導通、截止特性的不一致性以及死區(qū)時間的控制電路參數(shù)的不一致，可能導致同一橋臂的兩個開關(guān)管同時導通，進而導致開關(guān)管損壞。單極性SPWM控制有:在市電負半周期都只有一個開關(guān)管作高頻切換，導致輸出電感的利用率下降，進而降低了逆變器電源的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種簡單的，適用于提升逆變器效率并改善直流電磁干擾的高效逆變器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高效逆變器，其特征包括:第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、第五開關(guān)管S5、第六開關(guān)管S6、第七開關(guān)管S7、第八開關(guān)管S8，第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8，第一濾波電感L1、第二濾波電感L2，第一母線電容Cl、第二母線電容C2、工頻濾波電容CO。
[0005]第一開關(guān)管SI的電流輸入端同時與直流電源Vdc的正極、第一母線電容Cl的正極以及第一二極管Dl的陰極相連；第一開關(guān)管SI的電流輸出端同時與第二開關(guān)管S2的輸入、第一二極管Dl的陽極、第二二極管D2的陰極、第五開關(guān)管S5的輸入端、第六開關(guān)管S6的輸入端、第五二極管D5的陰極以及第六二極管D6的陰極相連；第二開關(guān)管S2的輸出端同時與第三開關(guān)管S3的輸入端、第二二極管D2的陽極、第三二極管D3的陰極、第一母線電容Cl的負極以及第二母線電容C2的正極相連；第三開關(guān)管S3的輸出端同時與第三二極管D3的陽極、第四開關(guān)管S4的輸入端、第四二極管D4的陰極、第七開關(guān)管S7的輸出端、第八開關(guān)管S8的輸出端、第七二極管D7的陽極以及第八二極管D8的陽極相連；第五開關(guān)管S5的輸出端同時與第五二極管D5的陽極、第七開關(guān)管S7的輸入端、第七二極管D7的陰極以及第一濾波電感LI相連；第六開關(guān)管S6的輸出端同時與第六二極管D6的陽極、第八開關(guān)管S8的輸入端、第八二極管D8的陽極以及第二濾波電感L2相連；第四開關(guān)管S4的輸出端同時與第四二極管D4的陰極、第二母線電容C2的負端、直流電源Vdc的負極相連。
[0006]上面所述直流電源Vdc的正、負極兩端設(shè)有第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2，用于降低逆變器環(huán)節(jié)的輸入紋波和母線分壓。直流電源Vdc為直流能量產(chǎn)生裝置，如:太陽能電池板，風能，燃料電池等。
[0007]所述第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4的控制端分別經(jīng)一調(diào)制電路與微控制器MCU的第一、第二、第三、第四高頻脈沖信號輸出端相連接，；所述的第五開關(guān)管S5、第六開關(guān)管S6、第七開關(guān)管S7、第八開關(guān)管S8分別與微控制器MCU的四個工頻脈沖信號輸出端相連；第一濾波電感LI和第二濾波電感L2的外側(cè)端接交流電源Vac ；
[0008]所述調(diào)制電路用于將微控制器MCU輸出的高頻脈沖信號與正弦信號調(diào)制成用于驅(qū)動所述的第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3和第四開關(guān)管S4的高頻觸發(fā)信號；所述正弦信號與所述交流電源Vac上的交流電源同頻率且同相位；
[0009]工作時，并使第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4在高頻開關(guān)工作，在輸出為正半周期時，微控制器MCU使第五開關(guān)管S5、第八開關(guān)管S8在整個正半周期開通，同時使第六開關(guān)管S6和第七開關(guān)管S7截止，使第一濾波電感L1、第二濾波電感L2外側(cè)輸出交流電源為正半周期；當輸出為負半周期時，微控制器MCU使第六開關(guān)管S6、第七開關(guān)管S7在整個負半周期開通，同時使第五開關(guān)管S5和第八開關(guān)管S8截止，使第一濾波電感L1、第二濾波電感L2外側(cè)輸出交流電源為負半周期；并如此周而復始。
[0010]在所述第一濾波電感L1、第二濾波電感L2的外側(cè)端輸出交流電源Vac為正半周期期間，第五開關(guān)管S5、第八開關(guān)管S8在整個正半周期開通，第六開關(guān)管S6、第七開關(guān)管S7在整個正半周期關(guān)閉；當?shù)谝婚_關(guān)管S1的高頻觸發(fā)信號為高電平同時第四開關(guān)管S4的高頻觸發(fā)信號為低電平時，直流電源Vdc的正極、第一開關(guān)管S1、第五開關(guān)管S5、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第八開關(guān)管S8、第三二極管D3或三開關(guān)管S3、第二電容C2和直流電源Vdc負極依次構(gòu)成電流回路；當?shù)谝?、第四開關(guān)管S1、S4的高頻觸發(fā)信號為高電平，第一開關(guān)管S1、第四開關(guān)管S4導通，直流電源Vdc的正極、第一開關(guān)管S1、第五開關(guān)管S5、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第八開關(guān)管S8、第四開關(guān)管S4和直流電源Vdc負極依次構(gòu)成電流回路；當?shù)谝婚_關(guān)管SI的高頻觸發(fā)信號為低電平時同時第四開關(guān)管S4觸發(fā)信號為高時，直流電源Vdc正極、第一電容Cl、第二二極管管D2或二開關(guān)管S2，第五開關(guān)管S5、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第八開關(guān)管S8、第四開關(guān)管S4和直流電源Vdc負極依次構(gòu)成電流回路；當?shù)谝婚_關(guān)管S1、第四開關(guān)管S4開關(guān)管高頻觸發(fā)信號都為低時，第二二極管S2或二開關(guān)管S2、第五開關(guān)管S5、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第八開關(guān)管S8、第三開關(guān)管S3依次構(gòu)成電流回路。
[0011]在所述第一濾波電感、第二濾波電感L2的外側(cè)端輸出交流電源Vac之負半周期期間，第六開關(guān)管S6、第七開關(guān)管S7在整個負半周期開通，第五開關(guān)管S5、第八開關(guān)管S8在整個負半周期關(guān)閉；當?shù)谝婚_關(guān)管SI的高頻觸發(fā)信號為高電平同時第四開關(guān)管S4的高頻觸發(fā)信號為低電平時，直流電源Vdc的正極、第一開關(guān)管S1、第六開關(guān)管S6、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第七開關(guān)管S7、第三二極管D3或三開關(guān)管S3、第二電容C2和直流電源Vdc負極依次構(gòu)成電流回路；當?shù)谝?、第四開關(guān)管S1、S4的高頻觸發(fā)信號為高電平，第一開關(guān)管S1、第四開關(guān)管S4導通，直流電源Vdc的正極、第一開關(guān)管S1、第六開關(guān)管S6、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第七開關(guān)管S7、第四開關(guān)管S4和直流電源Vdc負極依次構(gòu)成電流回路；當?shù)谝婚_關(guān)管SI的高頻觸發(fā)信號為低電平時同時第四開關(guān)管S4觸發(fā)信號為高時，直流電源Vdc正極、第一電容Cl、第二二極管管D2或二開關(guān)管S2，第六開關(guān)管S6、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第七開關(guān)管S7、第四開關(guān)管S4和直流電源Vdc負極依次構(gòu)成電流回路；當?shù)谝婚_關(guān)管S1、第四開關(guān)管S4開關(guān)管高頻觸發(fā)信號都為低時，第二二極管S2或二開關(guān)管S2、第六開關(guān)管S6、第一濾波電感L1、輸出交流電源Vac、第二濾波電感L2、第七開關(guān)管S7、第三開關(guān)管S3依次構(gòu)