一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，将四个功率开关电路桥式连接，并通过四个驱动电路分别驱动上述四个功率开关电路，在市电电网的作用下，同步自驱动工频换相桥电路实现了同步自驱动，且其幅值、频率及相位与市电完全一致，同步自驱动建立快，稳定性高，实现简单，成本低。
【专利说明】—种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏并网逆变器【技术领域】，具体涉及一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，尤其适用于光伏并网逆变器。
【背景技术】
[0002]随着原油等不可再生能源的大量消耗，原油的价格不断攀升，同时原油的使用对环境的污染问题日益严重。现在全球都在寻找既经济又环保，而且可再生的新能源。其中太阳能作为一种经济、环保的新能源具有不可估量的应用市场。目前，太阳能的主要利用方式是通过光伏电池将太阳能转化为电能供负载使用。由于光伏电池输出的是直流电，而实际应用的负载大部分为交流负载，故太阳能的应用遇到了瓶颈。
[0003]为了解决上述问题，人们提出光伏逆变器，将光伏电池输出的直流电转换为不同电压、不同频率的交流电。目前，市电的应用最为广泛，故为了使太阳能得到广泛的应用，人们通过光伏逆变器将光伏电池输出的直流电转化为与市电同压同频的交流电。
[0004]目前，光伏逆变器包括离网式光伏逆变器和并网式光伏逆变器，其中，光伏并网逆变器主要采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)的驱动方式，采用SPWM驱动方式一般需要采用IC芯片及相应的软件条件，该驱动方式成本高，实现难度大，还有通过硬件实现实时反馈驱动，通过硬件实现反馈调制的驱动方式对硬件的调制要求较高，实现难度大，调制时间长。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种成本低、实现简单的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，包括:升压整流电路、第一功率开关电路、第二功率开关电路、第三功率开关电路、第四功率开关电路、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路及第四驱动电路，所述第一功率开关电路、第二功率开关电路、第三功率开关电路及第四功率开关电路连接成桥式电路，
[0007]桥式电路中第一功率开关电路与第三功率开关电路的连接点及第二功率开关电路与第四功率开关电路的连接点分别接市电电网两输出端，
[0008]第一功率开关电路与第二功率开关电路的连接点及第三功率开关电路与第四功率开关电路的连接点分别接升压整流电路两输出端；
[0009]所述第一驱动电路分别与第一功率开关电路及市电电网的第一输出端连接，所述第二驱动电路分别与第二功率开关电路及市电电网的第二输出端连接，所述第三驱动电路分别与第三功率开关电路及市电电网的第一输出端连接，所述第四驱动电路分别与第四功率开关电路及市电电网的第二输出端连接。
[0010]进一步地，所述第一驱动电路包括:第一二极管D4、第二二极管ZD1、第一电容C2、第二电容C3、第一电阻R3、第二电阻R2及第一三极管Q5，[0011]所述第一二极管D4的正极接市电电网的火线，负极接第一三极管Q5的基极，第一电容C2与第一二极管D4并联，第二电容C3 —端接市电电网的火线，另一端通过第二电阻R2与第一功率开关电路连接，同时接第一电阻R3的一端,第一电阻R3的另一端接第一三极管Q5的基极，第一三极管Q5的发射极接市电电网的火线，集电极接第一功率开关电路，第二二极管ZDl的正极接市电电网的火线，负极接第一功率开关电路。
[0012]进一步地，所述第二驱动电路包括:第五二极管D6、第六二极管ZD2、第三电容C4、第四电容C5、第三电阻R5、第四电阻R4及第二三极管Q6，
[0013]所述第五二极管D6的正极接市电电网的零线，负极接第二三极管Q6的基极，第三电容C4与第五二极管D6并联，第四电容C5 —端接市电电网的零线，另一端通过第四电阻R4与第二功率开关电路连接，同时接第三电阻R5的一端，第三电阻R5的另一端接第二三极管Q6的基极，第二三极管Q6的发射极接市电电网的零线，集电极接第二功率开关电路，第六二极管ZD2的正极接市电电网的零线，负极接第二功率开关电路。
[0014]进一步地，所述第一三极管Q5的基极还与第三二极管D2的正极连接，第三二极管D2的负极与第四二极管D3的正极连接，第四二极管D3的负极接第二电容C3与第一电阻R3之间的节点；
[0015]第二三极管Q6的基极还与第七二极管D5的正极连接，第七二极管D5的负极与第八二极管D7的正极连接，第八二极管D7的负极接第四电容C5与第三电阻R5之间的节点；
[0016]第七二极管D5的负极还通过第五电阻Rl与第三二极管的负极连接。
[0017]进一步地，所述第一三极管Q5和第二三极管Q6均为NPN三极管。
[0018]进一步地，所述第三驱动电路包括:第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九二极管D8及第十二极管ZD3，
[0019]所述第六电阻R6—端接市电电网的零线，另一端分别接第九二极管D8的正极、第八电阻R8的一端、第十二极管ZD3的负极及第三功率开关电路，第九二极管D8的负极通过第七电阻R7接市电电网的零线。
[0020]进一步地，所述第四驱动电路包括:第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十一二极管D9及第十二二极管ZD4，
[0021]所述第九电阻R9—端接市电电网的火线，另一端分别接第十一二极管D9的正极、第十一电阻Rll的一端、第十二二极管ZD4的负极及第四功率开关电路，第十一二极管D9的负极通过第十电阻RlO接市电电网的火线。
[0022]进一步地，所述第一功率开关电路为第一 MOS管，第二功率开关电路为第二 MOS管，第三功率开关电路为第三MOS管，第四功率开关电路为第四MOS管，所述第一 MOS管、第
二MOS管、第三MOS管及第四MOS管均为N沟道耗尽型MOS管。
[0023]进一步地，所述第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极分别接升压整流电路输出端的火线；
[0024]第三MOS管Q3的漏极与第四MOS管Q4的漏极分别接接升压整流电路输出端的零线.-^4 ，
[0025]第一 MOS管Ql的漏极与第三MOS管Q3的源极分别接市电电网的火线，第二 MOS管Q2的漏极与第四MOS管Q4的源极接市电电网的零线；
[0026]第一 MOS管Ql的栅极接第一驱动电路，第二 MOS管Q2的栅极接第二驱动电路，第三MOS管Q3的栅极接第三驱动电路，第四MOS管Q4的栅极接第四驱动电路。
[0027]进一步地，所述升压整流电路包括:变压器、全桥整流单元、滤波单元，所述变压器输入端接光伏电池，输出端接全桥整流单元的输入端，全桥整流单元的输出端接滤波单元的输入端。
[0028]本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果:
[0029](I)本实用新型的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路将四个功率开关电路桥式连接，并通过四个驱动电路分别驱动上述四个功率开关电路，在市电电网的作用下，同步自驱动工频换相桥电路实现了同步自驱动，且其幅值、频率及相位与市电完全一致，同步自驱动建立快，稳定性高，实现简单。
[0030](2)同步自驱动工频换相桥电路结构简单，采用常见普通的电子元件，实现成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为实施例中一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路的电路原理图。【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型创造的实施方式不限于此。
[0033]实施例
[0034]如图1所示，一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，包括:升压整流电路、第一功率开关电路、第二功率开关电路、第三功率开关电路、第四功率开关电路、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路及第四驱动电路，所述第一功率开关电路、第二功率开关电路、第三功率开关电路及第四功率开关电路连接成桥式电路，
[0035]桥式电路中第一功率开关电路与第三功率开关电路的连接点及第二功率开关电路与第四功率开关电路的连接点分别接市电电网两输出端，
[0036]第一功率开关电路与第二功率开关电路的连接点及第三功率开关电路与第四功率开关电路的连接点分别接升压整流电路两输出端；
[0037]所述第一驱动电路分别与第一功率开关电路及市电电网的第一输出端连接，所述第二驱动电路分别与第二功率开关电路及市电电网的第二输出端连接，所述第三驱动电路分别与第三功率开关电路及市电电网的第一输出端连接，所述第四驱动电路分别与第四功率开关电路及市电电网的第二输出端连接。
[0038]所述升压整流电路包括:变压器、全桥整流单元、滤波单元，所述变压器输入端接光伏电池，输出端接全桥整流单元的输入端，全桥整流单元的输出端接滤波单元的输入端。
[0039]所述第一功率开关电路为第一 MOS管，第二功率开关电路为第二 MOS管，第三功率开关电路为第三MOS管，第四功率开关电路为第四MOS管，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管及第四MOS管均为N沟道耗尽型MOS管。
[0040]所述第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极分别接升压整流电路输出端的火线；
[0041]第三MOS管Q3的漏极与第四MOS管Q4的漏极分别接接升压整流电路输出端的零线.[0042]第一 MOS管Ql的漏极与第三MOS管Q3的源极分别接市电电网的火线ACL，第二MOS管Q2的漏极与第四MOS管Q4的源极接市电电网的零线ACN ；
[0043]第一 MOS管Ql的栅极接第一驱动电路，第二 MOS管Q2的栅极接第二驱动电路，第
三MOS管Q3的栅极接第三驱动电路，第四MOS管Q4的栅极接第四驱动电路。
[0044]所述第一驱动电路包括:第一二极管D4、第二二极管ZD1、第一电容C2、第二电容C3、第一电阻R3、第二电阻R2及第一三极管Q5，
[0045]所述第一二极管D4的正极接市电电网的火线ACL，负极接第一三极管Q5的基极，第一电容C2与第一二极管D4并联,第二电容C3 —端接市电电网的火线ACL,另一端通过第二电阻R2与第一 MOS管的栅极连接，同时接第一电阻R3的一端,第一电阻R3的另一端接第一三极管Q5的基极，第一三极管Q5的发射极接市电电网的火线ACL,集电极接第一 MOS管的栅极，第二二极管ZDl的正极接市电电网的火线ACL，负极接第一 MOS管的栅极。
[0046]所述第二驱动电路包括:第五二极管D6、第六二极管ZD2、第三电容C4、第四电容C5、第三电阻R5、第四电阻R4及第二三极管Q6，
[0047]所述第五二极管D6的正极接市电电网的零线ACN，负极接第二三极管Q6的基极，第三电容C4与第五二极管D6并联，第四电容C5 —端接市电电网的零线ACN，另一端通过第四电阻R4与第二 MOS管的栅极连接，同时接第三电阻R5的一端，第三电阻R5的另一端接第二三极管Q6的基极，第二三极管Q6的发射极接市电电网的零线ACN，集电极接第二 MOS管的栅极，第六二极管ZD2的正极接市电电网的零线ACN，负极接第二 MOS管的栅极。
[0048]所述第一三极管Q5的基极还与第三二极管D2的正极连接，第三二极管D2的负极与第四二极管D3的正极连接，第四二极管D3的负极接第二电容C3与第一电阻R3之间的节点；
[0049]第二三极管Q6的基极还与第七二极管D5的正极连接，第七二极管D5的负极与第八二极管D7的正极连接，第八二极管D7的负极接第四电容C5与第三电阻R5之间的节点；
[0050]第七二极管D5的负极还通过第五电阻Rl与第三二极管的负极连接。
[0051]所述第一三极管Q5和第二三极管Q6均为NPN三极管。
[0052]所述第三驱动电路包括:第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九二极管D8及第十二极管ZD3，
[0053]所述第六电阻R6 —端接市电电网的零线ACN，另一端分别接第九二极管D8的正极、第八电阻R8的一端、第十二极管ZD3的负极及第三功率开关电路，第九二极管D8的负极通过第七电阻R7接市电电网的零线ACN。
[0054]所述第四驱动电路包括:第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十一二极管D9及第十二二极管ZD4，
[0055]所述第九电阻R9 —端接市电电网的火线ACL，另一端分别接第十一二极管D9的正极、第十一电阻Rll的一端、第十二二极管ZD4的负极及第四功率开关电路，第十一二极管D9的负极通过第十电阻RlO接市电电网的火线ACL。
[0056]当同步自驱动工频换相桥电路上电瞬间市电电网的火线ACL电压高于零线ACN时，在第一周期的上半周期，市电电网的火线ACL通过第一二极管D4、第三二极管D2、第五电阻R1、第八二极管D7对第四电容C5充电，通过第一二极管D4、第三二极管D2、第五电阻R1、第八二极管D7、第三电阻R5对第三电容C4充电。在第一周期的下半周期，市电电网的火线ACL电压低于零线ACN，第四电容C5通过第四电阻R4、第六二极管ZD2放电，给第二MOS管Q2提供驱动电压，同时，零线ACN经过第六电阻R6、第八电阻R8分压后给第三MOS管Q3提供驱动电压，此时第二 MOS管Q2与第三MOS管Q3均导通。此外，零线ACN通过第五二极管D6、第七二极管D5、第五电阻R1、第四二极管D3对第二电容C3充电，通过第五二极管D6、第七二极管D5、第五电阻R1、第四二极管D3、第一电阻R3对第一电容C2充电。
[0057]在第二周期的上半周期，市电电网的火线ACL电压高于零线ACN，第二 MOS管Q2的结电容上的电压被第三电容C4、第二三极管Q6组成的放电电路快速泄放，第三MOS管Q3的结电容上的电压则被第九二极管D8、第七电阻R7快速泄放，第二 MOS管Q2、第三MOS管Q3快速进入截止状态。同时，第二电容C3通过第二电阻R2、第二二极管ZDl放电，给第一MOS管Ql提供驱动电压，火线ACL经过第九电阻R9、第十一电阻Rll分压后给第四MOS管Q4提供驱动电压，此时第一 MOS管Ql与第四MOS管Q4均导通。此外，火线ACL再次通过第一二极管D4、第三二极管D2、第五电阻R1、第八二极管D7对第四电容C5充电,通过第一二极管D4、第三二极管D2、第五电阻R1、第八二极管D7、第三电阻R5对第三电容C4充电。在第二周期的下半周期，市电电网的火线ACL电压低于零线ACN，第一 MOS管Ql的结电容上的电压则被第一电容C2、第一三极管Q5快速泄放，第四MOS管Q4的结电容上的电压则被第十一二极管D9、第十电阻RlO快速泄放，第一 MOS管Ql、第四MOS管Q4快速进入截止状态。此外，第四电容C5通过第四电阻R4、第六二极管ZD2放电，给第二 MOS管Q2提供驱动电压，同时，零线ACN经过第六电阻R6、第八电阻R8分压后给第三MOS管Q3提供驱动电压，此时第二 MOS管Q2与第三MOS管Q3均导通，且零线ACN通过第五二极管D6、第七二极管D5、第五电阻R1、第四二极管D3对第二电容C3充电，通过第五二极管D6、第七二极管D5、第五电阻R1、第四二极管D3、第一电阻R3对第一电容C2充电。
[0058] 当同步自驱动工频换相桥电路上电瞬间市电电网的火线ACL电压低于零线ACN时，零线ACN通过第五二极管D6、第七二极管D5、第五电阻R1、第四二极管D3对第二电容C3充电，通过第五二极管D6、第七二极管D5、第五电阻R1、第四二极管D3、第一电阻R3对第一电容C2充电。其同步的建立过程与当同步自驱动工频换相桥电路上电瞬间市电电网的火线ACL电压高于零线ACN的情况相反。
[0059]同步自驱动工频换相桥电路从接入市电开始只需半个周期即可实现与市电幅值、频率、相位完全一致。
[0060]以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于，包括:升压整流电路、第一功率开关电路、第二功率开关电路、第三功率开关电路、第四功率开关电路、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路及第四驱动电路，所述第一功率开关电路、第二功率开关电路、第三功率开关电路及第四功率开关电路连接成桥式电路， 桥式电路中第一功率开关电路与第三功率开关电路的连接点及第二功率开关电路与第四功率开关电路的连接点分别接市电电网两输出端， 第一功率开关电路与第二功率开关电路的连接点及第三功率开关电路与第四功率开关电路的连接点分别接升压整流电路两输出端； 所述第一驱动电路分别与第一功率开关电路及市电电网的第一输出端连接，所述第二驱动电路分别与第二功率开关电路及市电电网的第二输出端连接，所述第三驱动电路分别与第三功率开关电路及市电电网的第一输出端连接，所述第四驱动电路分别与第四功率开关电路及市电电网的第二输出端连接。
2.根据权利要求1所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括:第一二极管D4、第二二极管ZDl、第一电容C2、第二电容C3、第一电阻R3、第二电阻R2及第一三极管Q5， 所述第一二极管D4的正极接市电电网的火线，负极接第一三极管Q5的基极，第一电容C2与第一二极管D4并联，第二电容C3 —端接市电电网的火线，另一端通过第二电阻R2与第一功率开关电路连接，同时接第一电阻R3的一端，第一电阻R3的另一端接第一三极管Q5的基极，第一三极管Q5的发射极接市电电网的火线，集电极接第一功率开关电路，第二二极管ZDl的正极接市电电网的火线，负极接第一功率开关电路。
3.根据权利要求2所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括:第五二极管D6、第六二极管ZD2、第三电容C4、第四电容C5、第三电阻R5、第四电阻R4及第二三极管Q6， 所述第五二极管D6的正极接市电电网的零线，负极接第二三极管Q6的基极，第三电容C4与第五二极管D6并联，第四电容C5 —端接市电电网的零线，另一端通过第四电阻R4与第二功率开关电路连接，同时接第三电阻R5的一端，第三电阻R5的另一端接第二三极管Q6的基极，第二三极管Q6的发射极接市电电网的零线，集电极接第二功率开关电路，第六二极管ZD2的正极接市电电网的零线，负极接第二功率开关电路。
4.根据权利要求3所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于:所述第一三极管Q5的基极还与第三二极管D2的正极连接，第三二极管D2的负极与第四二极管D3的正极连接，第四二极管D3的负极接第二电容C3与第一电阻R3之间的节点； 第二三极管Q6的基极还与第七二极管D5的正极连接，第七二极管D5的负极与第八二极管D7的正极连接，第八二极管D7的负极接第四电容C5与第三电阻R5之间的节点； 第七二极管D5的负极还通过第五电阻Rl与第三二极管的负极连接。
5.根据权利要求4所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于:所述第一三极管Q5和第二三极管Q6均为NPN三极管。
6.根据权利要求5所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于，所述第三驱动电路包括:第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九二极管D8及第十二极管 ZD3,所述第六电阻R6 —端接市电电网的零线，另一端分别接第九二极管D8的正极、第八电阻R8的一端、第十二极管ZD3的负极及第三功率开关电路，第九二极管D8的负极通过第七电阻R7接市电电网的零线。
7.根据权利要求6所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于，所述第四驱动电路包括:第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十一二极管D9及第十二二极管ZD4， 所述第九电阻R9 —端接市电电网的火线，另一端分别接第十一二极管D9的正极、第十一电阻Rll的一端、第十二二极管ZD4的负极及第四功率开关电路，第十一二极管D9的负极通过第十电阻RlO接市电电网的火线。
8.根据权利要求7所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于:所述第一功率开关电路为第一 MOS管，第二功率开关电路为第二 MOS管，第三功率开关电路为第三MOS管，第四功率开关电路为第四MOS管，所述第一 MOS管、第二 MOS管、第三MOS管及第四MOS管均为N沟道耗尽型MOS管。
9.根据权利要求8所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于:所述第一 MOS管Ql的源极与第二 MOS管Q2的源极分别接升压整流电路输出端的火线； 第三MOS管Q3的漏极与第四MOS管Q4的漏极分别接接升压整流电路输出端的零线； 第一 MOS管Ql的漏极与第三MOS管Q3的源极分别接市电电网的火线，第二 MOS管Q2的漏极与第四MOS管Q4的源极接市电电网的零线； 第一 MOS管Ql的栅极接第一驱动电路，第二 MOS管Q2的栅极接第二驱动电路，第三MOS管Q3的栅极接第三驱动电路，第四MOS管Q4的栅极接第四驱动电路。
10.根据权利要求1至9任一项所述的并网逆变器的同步自驱动工频换相桥电路，其特征在于，所述升压整流电路包括:变压器、全桥整流单元、滤波单元，所述变压器输入端接光伏电池，输出端接全桥整流单元的输入端，全桥整流单元的输出端接滤波单元的输入端。
【文档编号】H02M7/48GK203537257SQ201320599409
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】林尚谋, 咸立坤, 张世桐 申请人:惠州三华工业有限公司