[發明專利]一種H全橋轉換式微逆變器并網裝置

有效

• 申請號: 201210069579.8
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102593869A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 楊東升;張化光;張光儒;汪剛;焦陽;李樂;劉鑫蕊;王迎春;王日江
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M3/335;H02M7/515;H02M1/12;H02H7/20
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于電氣工程技術領域，具體涉及一種H全橋轉換式微逆變器并網裝置。

背景技術

現行的通用的逆變并網裝置都是大功率的，需要較多的光伏板先分組串聯，再將不同的串聯電池組并聯起來形成光伏陣列。由太陽能電池板陣列產生的直流電匯流到位于電池板側旁的逆變器。在這種光伏系統中，太陽能電池板是由多個串聯組并聯后形成的。就像節日燈飾一樣，假如串聯中的任何某個電池發生故障，就會導致整個電池組失效。此外，當有局部陰影或碎粒等遮蔽光伏系統時，這種情況也會發生。所導致的結果是，太陽能光伏系統只要出現10％的遮蔽，便會使太陽能發電量下降一半。產生這一現象的原因是現行的這種光伏系統結構不合理，其系統結構影響了逆變的可靠性、成本和效率。其原因在于，采用多光伏板級聯的匯流逆變方式造成部分太陽能光伏板出現故障，會影響整個光伏發電系統。在不采用上述光伏發電結構的基礎上，目前通用的逆變裝置的一種方式為先逆變為低電壓的交流電，再通過能自動調節的工頻變壓器變壓達到合乎并網要求的交流電，此種方法對變壓器要求較高，對用戶來說變壓器昂貴，體積笨重，雖然簡化了逆變電路，但經濟性和可靠性較差；另外一種通用方式為首先經過DC/DC升壓電路，先升壓到一定的范圍之內，在逆變為工頻化的滿足并網要求的交流電。采用通用的高可靠性和穩定性的DC/DC方式來設計整個太陽能逆變并網裝置需要采用較多的全控開關管和功率二極管，成本較大，控制復雜，系統維護較困難。

發明內容

針對現有方法存在的不足，本發明提出一種H全橋轉換式微逆變器并網裝置，以達到減少全控開關元器件數量，提高系統可靠性，降低系統成本的目的。

一種H全橋轉換式微逆變器并網裝置，包括：兩個控制器，分別為：用于處理采集信號及計算的控制器和用于輸出脈沖信號的控制器；

MOSFET?H全橋電路：用于將光伏板輸出的直流電信號逆變為高頻交流電信號；

高頻變壓器：用于將MOSFET?H全橋電路逆變出的交流電信號升壓至滿足并網幅值的電壓；

半橋整流電路：用于將高頻變壓器的輸出信號轉換為饅頭波信號；

SCR?H全橋電路：用于將半橋整流電路輸出的饅頭波信號轉化為符合電網要求的正弦波信號；

濾波電路：用于濾除SCR?H全橋電路輸出的正弦波中的諧波，將輸出正弦波轉化為符合電網要求的正弦波。

所述的MOSFET?H全橋電路包括：MOSFET管H全橋電路及保護電路，第一MOSFET管Q1和第三MOSFET管的漏極連接光伏板的高壓側，第二MOSFET管和第四MOSFET管的漏極連接光伏板的低壓側；第一MOSFET管的源極連接第二MOSFET管的漏極，第三MOSFET管的源極連接第四MOSFET管的漏極。

所述的MOSFET管H全橋電路的四個MOSFET管分別配有四個結構相同的保護電路，所述的保護電路由電阻、電容和二極管組成，電阻和電容串聯，其連接點與所述二極管陰極連接，該電容的另一端連接MOSFET管的漏極，該電阻的另一端連接MOSFET管的源極和該二極管的陽極。

所述的高頻變壓器，高頻變壓器的原級線圈的一端連接由第一MOSFET管和第三MOSFET管組成的橋臂的中間，高頻變壓器的原級線圈的另一端連接由第二MOSFET管和第四MOSFET管組成的橋臂的中間，高頻變壓器的副邊線圈的兩端分別連接半橋整流電路，高頻變壓器的副邊線圈的中心抽頭端連接SCRH全橋電路。

所述的半橋整流電路包括二極管和濾波電容，高頻變壓器副邊線圈的一端連接第一二極管的陽極，高頻變壓器副邊線圈的另一端連接第二二極管的陽極，第一二極管的陰極連接第一濾波電容的一端，第一濾波電容的另一端連接高頻變壓器副邊線圈的中心抽頭端，第二二極管的陰極連接第二濾波電容的一端，第二濾波電容的另一端連接高頻變壓器副邊線圈的中心抽頭端。

所述的SCR?H全橋電路包括SCR轉換橋電路，SCR轉化橋電路由晶閘管組成，第一晶閘管和第三晶閘管的陽極同時連接半橋整流電路中的第一二極管的陰極和第二二極管的陰極，第一晶閘管的陰極連接第二晶閘管的陽極，第三晶閘管的陰極連接第四晶閘管的陽極，第三晶閘管的陰極和第四晶閘管的陰極連接到高頻變壓器的副邊線圈的中心抽頭端。

對所述晶閘管還配置有保護電路，且保護電路的結構相同，都由電阻和電容構成，第一電阻的一端與第一電容的一端同時連接晶閘管的陽極，第一電容的另一端連接第二電阻的一端，第二電阻的另一端與第二電容的一端同時連接晶閘管的陰極，第二電容的另一端連接晶閘管的門極，第一電阻的另一端與晶閘管的門極作為脈沖信號的輸入端。