[發明專利]帶續流開關的中點箝位型單相非隔離光伏逆變器主電路拓撲

無效

• 申請號: 201410402491.2
• 申請日: 2014-08-16
• 公開（公告）號: CN104167946A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 馬海嘯;葉海云;聶勛
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓

技術領域

本發明涉及的是一種帶續流開關的中點箝位型單相非隔離光伏逆變器的主電路拓撲，該拓撲適用于對效率和人身設備安全要求較高的光伏發電場合，屬于電力電子直流-交流變換范疇。?

背景技術

光伏并網逆變器要求效率高、成本低，能夠承受光伏電池輸出電壓波動大的不良影響，而且其交流輸出也要滿足較高的電能質量。

按照逆變器是否帶有隔離變壓器可以分為隔離型和非隔離型。隔離型光伏逆變器實現了電網和電池板的電氣隔離，保障了人身和設備安全。但其體積大，價格高，系統變換效率較低。非隔離光伏逆變器結構不含變壓器，具有效率高、體積小、重量輕、成本低等諸多優勢。

目前，非隔離光伏逆變器系統的最高效率可以達到98%以上。但是，變壓器的移除使得輸入輸出之間存在電氣連接，由于電池板對地電容的存在，逆變器工作時會產生共模漏電流，增大系統電磁干擾，影響進網電流的質量，危害人身和設備安全。

為了保證人身和設備安全，漏電流必須被抑制在一定的范圍內。根據德國DIN?VDE?0126-1-1標準，當對地漏電流瞬時值大于300mA時，光伏并網系統必須在0.3s內與電網斷開。因此，在確定無共模漏電流的前提下，盡可能地提高光伏逆變器的效率、降低器件成本成為了目前光伏逆變器的研究熱點之一。?

發明內容

為了消除共模漏電流，確保人身和設備安全，本發明提出一種帶續流開關的中點箝位型單相非隔離光伏逆變器的主電路拓撲，該拓撲可以改善逆變器共模特性，提高逆變器的變換效率。

本發明的技術解決方案是：帶續流開關的中點箝位型單相非隔離光伏逆變器的主電路拓撲如圖1所示，其特征在于：在單相全橋逆變器的基礎上加入了續流開關（由單相不控整流橋和一個開關管S₅組成）和箝位電路（由兩電容C_dc1、?C_dc2和兩二極管D₅、D₆組成）。

具體電路拓撲如下：太陽能電池（U_PV）的正極分別與第一輸入電容（C_dc1）的正極和第一開關管（S₁）、第三開關管（S₃）的漏極相連；太陽能電池（U_PV）的負極分別與第二輸入電容（C_dc2）的負極和第二開關管（S₂）、第四開關管（S₄）的源極相連；第一開關管（S₁）的源極與第二開關管（S₂）的漏極相連；第三開關管（S₃）的源極與第四開關管（S₄）的漏極相連；逆變器交流側用四個整流二極管（D₁，D₂，D₃，D₄）組成整流橋，其中第一整流二極管（D₁）和第二整流二極管（D₂）共陰極，第三整流二極管（D₃）和第四整流二極管（D₄）共陽極，第一整流二極管（D₁）的陽極與第三整流二極管（D₃）的陰極相連，第二整流二極管（D₂）的陽極與第四整流二極管（D₄）的陰極相連；第一開關管（S₁）的源極和第二開關管（S₂）的漏極的連接點A分別與第一整流二極管（D₁）的陽極、第三整流二極管（D₃）的陰極和第一濾波電感（L_f1）的一端相連；第一濾波電感（L_f1）的另一端分別與濾波電容（C_f）的一端和電阻（R）的一端相連；第三開關管（S₃）的源極和第四開關管（S₄）的漏極的連接點B分別與第二整流二極管（D₂）的陽極、第四整流二極管（D₄）的陰極和第二濾波電感（L_f2）的一端相連；第二濾波電感（L_f2）的另一端分別與濾波電容（C_f）的另一端和電阻（R）的另一端相連；第五開關管（S₅）的漏極與整流橋共陰極相連，源極與整流橋共陽極相連；第一箝位二極管（D₅）的陽極與第一輸入電容（C_dc1）的負極、第二輸入電容（C_dc2）的正極相連，陰極與整流橋的共陰極相連；第二箝位二極管（D₆）的陰極與第一輸入電容（C_dc1）的負極、第二輸入電容（C_dc2）的正極相連，陽極與整流橋的共陽極相連。