技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子直流-交流變換技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器，適用于光伏發(fā)電場(chǎng)合。

背景技術(shù)

光伏并網(wǎng)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(dòng)大的不良影響，而且其交流輸出也要滿足較高的電能質(zhì)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(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)和電池板的電氣隔離，保障了人身和設(shè)備安全，但其體積大，價(jià)格高，系統(tǒng)變換效率較低。非隔離光伏逆變器結(jié)構(gòu)不含變壓器，具有效率高、體積小、重量輕、成本低等諸多優(yōu)勢(shì)。

目前，非隔離光伏逆變器系統(tǒng)的最高效率可以達(dá)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(duì)地電容的存在，逆變器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生共模漏電流，增大系統(tǒng)電磁干擾，影響進(jìn)網(wǎng)電流的質(zhì)量，危害人身和設(shè)備安全。

為了保證人身和設(shè)備安全，漏電流必須被抑制在一定的范圍內(nèi)。根據(jù)德國(guó)DIN?VDE?0126-1-1標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)對(duì)地漏電流瞬時(shí)值大于300mA時(shí)，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)必須在0.3s內(nèi)與電網(wǎng)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急需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提出一種帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器，可消除共模漏電流，改善逆變器共模特性，且提高逆變器的變換效率。

本發(fā)明的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明第一方面公開一種帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器，包括：一單相全橋逆變器、一箝位電容組、一續(xù)流箝位開關(guān)、一LCL濾波電路和一電阻，其中：

所述續(xù)流箝位開關(guān)由一單相不控整流橋和兩個(gè)開關(guān)管組成；

所述箝位電容組由兩個(gè)輸入電容組成；

所述單相全橋逆變器由四個(gè)開關(guān)管組成；

所述單相不控整流橋由四個(gè)整流二極管組成；

所述LCL濾波電路由第一濾波電感、第二濾波電感和濾波電容組成；

所述單相全橋逆變器、箝位電容組、續(xù)流箝位開關(guān)、LCL濾波電路和電阻之間的連接如下：

所述第一輸入電容的正極、第一開關(guān)管、第三開關(guān)管的漏極分別與一太陽能電池的正極相連；

所述第二輸入電容的負(fù)極、第二開關(guān)管、第四開關(guān)管的源極分別與一太陽能電池的負(fù)極相連；

所述第一開關(guān)管的源極與第二開關(guān)管的漏極相連；第三開關(guān)管的源極與第四開關(guān)管的漏極相連；

逆變器交流側(cè)采用前述的四個(gè)整流二極管組成單相不控整流橋，其中第一整流二極管和第二整流二極管共陰極，第三整流二極管和第四整流二極管共陽極，第一整流二極管的陽極與第三整流二極管的陰極相連，第二整流二極管的陽極與第四整流二極管的陰極相連；

第一開關(guān)管的源極和第二開關(guān)管的漏極的連接點(diǎn)分別與第一整流二極管的陽極、第三整流二極管的陰極和第一濾波電感的一端相連；第一濾波電感的另一端分別與濾波電容的一端和電阻的一端相連；

第三開關(guān)管的源極和第四開關(guān)管的漏極的連接點(diǎn)分別與第二整流二極管的陽極、第四整流二極管的陰極和第二濾波電感的一端相連；第二濾波電感的另一端分別與濾波電容的另一端和電阻的另一端相連；

第五開關(guān)管的漏極與單相不控整流橋的共陰極相連，其源極與第一輸入電容的負(fù)極、第二輸入電容的正極相連；

第六開關(guān)管的漏極與第一輸入電容的負(fù)極、第二輸入電容的正極相連，其源極與單相不控整流橋的共陽極相連。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明所提出的帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著效果在于：

通過在全橋逆變器的交流側(cè)加入了一個(gè)續(xù)流箝位開關(guān)，該續(xù)流箝位開關(guān)可使逆變器續(xù)流電流不流經(jīng)輸入電源，省去了能量回饋電源這個(gè)環(huán)節(jié)，提高了非隔離光伏逆變器的轉(zhuǎn)換效率；而且將續(xù)流箝位開關(guān)中的兩個(gè)開關(guān)管的一端接到逆變器直流輸入電容的中點(diǎn)，使得續(xù)流階段逆變器共模電壓被有效箝位至直流輸入電壓的一半，改善逆變器的共模特性，從而消除光伏逆變器的共模漏電流，確保使用時(shí)的人身和設(shè)備安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a-2d分別為圖1實(shí)施例帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器的四個(gè)模態(tài)圖。

圖3為圖1實(shí)施例帶續(xù)流箝位開關(guān)的單相非隔離光伏逆變器的示例性驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序圖。