組合型逆變器的基本構(gòu)造原理
就組合形式而言,組合型逆變器可分為輸出串聯(lián)型和輸出并聯(lián)型兩種。
輸出串聯(lián)四象限變換器是采用兩個(gè)雙向DC-DC變換器,按照輸入并聯(lián)、輸出串聯(lián)的方式構(gòu)建。雙向DC-DC變換器可流過(guò)雙向電流,實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng);通過(guò)輸出串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙極性的電壓輸出。輸出串聯(lián)單級(jí)逆變器工作于電壓互補(bǔ)導(dǎo)通模式(asymmetrical operation):兩個(gè)雙向DC-DC變換器的輸出電壓均為帶直流偏置的正弦波或正弦半波,且相位掃反,其合成即為純正的正弦波形。
利用對(duì)偶原理,根據(jù)輸出串聯(lián)型逆變器的構(gòu)造思想,可以得到輸出并聯(lián)型逆變器的構(gòu)造。采用兩個(gè)單向DC-DC變換器作為電路組成單元;先通過(guò)輸入串聯(lián)、橋輸入的方式,使得單向DC-DC變換器本身就能提供雙極性的輸出電壓;再將兩個(gè)單向DC-DC變換器在輸出側(cè)并聯(lián),分別提供正負(fù)半周的輸出電流,輸出并發(fā)型單級(jí)逆變器可工作于電流全周導(dǎo)通模式或電流半周導(dǎo)通模式:電流全周導(dǎo)通模式下,兩個(gè)單向DC-DC變換器同時(shí)工作,負(fù)載電流(包含輸出濾波電容電流)為它們的輸出電流之差,這種方式也可稱為有環(huán)流運(yùn)行模式;電流半周導(dǎo)通模式下,兩個(gè)單向DC-DC變換器各工作半個(gè)工頻周期,分別提供正、負(fù)半個(gè)周期的輸出電流,這種方式也可稱為無(wú)環(huán)流運(yùn)行模式。顯然,無(wú)環(huán)流運(yùn)行模式具有更高的變換效率,是輸出并聯(lián)型逆變器首選的工作模式。
輸出串聯(lián)的結(jié)構(gòu),負(fù)載電流必然流經(jīng)兩個(gè)電路構(gòu)成單元,這兩個(gè)單元均會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)通損耗;兩個(gè)單元均需工作,以對(duì)各自的輸出電壓進(jìn)行控制,這必然產(chǎn)生功率器件的開(kāi)關(guān)損耗。而工作于無(wú)環(huán)流方式的輸出并聯(lián)結(jié)構(gòu),電流只流經(jīng)一個(gè)電路構(gòu)成單元,在半個(gè)工頻周期內(nèi),僅有一個(gè)電路構(gòu)成單元需要工作,因此開(kāi)關(guān)損耗小。
此外,輸出串聯(lián)型逆變器的輸入、輸出不共地,不能使用三個(gè)輸出串聯(lián)型逆器直接構(gòu)建三。而將三個(gè)輸出并聯(lián)型逆變器直接共地,可以方便地構(gòu)建三相逆變系統(tǒng)。另外,由于采用并聯(lián)形式輸出,輸出并聯(lián)型逆變器易于并聯(lián)運(yùn)行。