[發明專利]一種光伏逆變器

無效

• 申請號: 201210071840.8
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN103312212A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 舒觀瀾
• 申請（專利權）人: 上海利思電氣有限公司
• 主分類號: H02M7/5395
• 分類號: H02M7/5395;H02J3/38
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及一種光伏逆變器，尤其是涉及一種采用碳化硅結型場效應功率晶體管作為逆變電路元件的低損耗光伏逆變器。

背景技術

隨著全世界對能源、環保問題的重視，人們對綠色能源的期望越來越高，這就促進了可再生能源，尤其是太陽能及風能的開發利用。我國有著豐富的太陽能資源，年平均太陽能電力可達1700TWh，且以太陽能發電為基礎的光伏發電系統安靜、安全、無污染、安裝簡便、可靠性高，因此實現光伏發電系統與公用電網的并網運行具有重要的意義。

目前光伏系統中的逆變器大多采用工作在SPWM狀態的全橋式逆變方案，因此需要SPWM脈沖發生器、同步鎖相等諸多環節，所以控制比較復雜，可靠性不高，硬件成本高，而且全橋逆變電路中采用硅IGBT作為元件，其開關損耗較高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種采用碳化硅結型場效應功率晶體管作為逆變電路元件的低損耗光伏逆變器。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種光伏逆變器，包括升壓電路、逆變電路和控制電路，所述的升壓電路的輸入端連接光伏發電設備，升壓電路的輸出端并聯一電容后連接逆變電路的輸入端，所述的逆變電路的輸出端連接電網，所述的控制電路連接逆變電路和電網，所述的逆變電路為全橋逆變電路，包括四個碳化硅結型場效應功率晶體管和并聯在每個碳化硅結型場效應功率晶體管兩端的二極管，所述的控制電路根據電網的電壓得到給定電流信號，并將該給定電流信號與從逆變電路輸出端采集到的跟蹤電流信號一起作為輸入信號，經處理后向逆變電路輸出PWM信號，控制碳化硅結型場效應功率晶體管的通斷。

所述的控制電路包括依次連接的滯環比較電路、分相控制電路和驅動電路，所述的給定電流信號和跟蹤電流信號從滯環比較電路輸入，經滯環比較輸出一電平，該電平經分相控制后，在經由驅動電路產生用于控制逆變電路的PWM信號。

所述的逆變器的輸出端串聯一電感后連接電網。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、采用碳化硅結型場效應功率晶體管作為逆變電路元件，耐壓高、通態電阻低、漏電流小、開關速度高、電流密度高、耐高溫。

2、采用新的控制策略，即以電網的電壓得到給定電流信號，并將該給定電流信號與從逆變電路輸出端采集到的跟蹤電流信號一起作為輸入信號，經處理后向逆變電路輸出PWM信號，控制算法簡單可靠。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明與傳統的采用硅IGBT的逆變器的效率對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種光伏逆變器，包括升壓電路2、逆變電路1和控制電路3，升壓電路2的輸入端連接光伏發電設備，升壓電路2的輸出端并聯一電容C后連接逆變電路1的輸入端，逆變電路1的輸出端串聯一電感L后連接電網，控制電路3連接逆變電路1和電網。

逆變電路1為全橋逆變電路，包括四個碳化硅結型場效應功率晶體管VS₁、VS₂、VS₃、VS₄，以及并聯在每個碳化硅結型場效應功率晶體管兩端的二極管，控制電路2包括依次連接的滯環比較電路31、分相控制電路32和驅動電路33。

本發明的基本原理為：

控制電路3根據電網的電壓得到給定電流信號i_s^*，并將該給定電流信號i_s^*與從逆變電路1輸出端采集到的跟蹤電流信號i_s一起作為輸入信號，經處理后向逆變電路1輸出PWM信號，控制碳化硅結型場效應功率晶體管的通斷。控制電路3中給定電流信號i_s^*和跟蹤電流信號i_s先從滯環比較電路輸入，經滯環比較輸出一電平，該電平經分相控制后，在經由驅動電路產生用于控制逆變電路的PWM信號。逆變電路1輸出端的電感L用于限制直流環電壓U_d與電網側電壓e_s瞬時值的壓差導致的沖擊電流，使流入電網的電流是與電網電壓同相位的正弦波電流。