[實用新型]一種低漏電流并網逆變電路

有效

• 申請號: 201721207495.0
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN207218562U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 邊敦新;逯明;張瀟
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02J3/38
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙)11638
• 代理人: 王新愛

技術領域

本實用新型涉及電氣工程領域，具體涉及一種電力電子設備在電氣工程中的應用，是一種低漏電流并網逆變電路。

背景技術

逆變器是一種將直流電能轉換成交流電能的裝置。通過對逆變器中開關管的控制可以實現直流電源轉換成民用交流220V電源，也可以轉換成頻率不同的交流電源用以控制電機轉速等。隨著新能源技術發展地不斷成熟，將太陽能等產生的電能并入大型供電網絡成為一種提高供電可靠性的方法。實現電能并網的主要的設備就是逆變器。逆變器在電能變換的過程需要大功率開關管的高頻的通斷來實現，而功率器件的高頻開關會產生高頻共模電壓，眾所周知，光伏發電多是由大批量的光伏板串并聯組成的光伏陣列，存在較大的對地寄生電容，從而在高頻共模電壓的作用下產生了共模電流即漏電流。高頻漏電流使光伏發電系統的傳導和輻射干擾變得嚴重，增加了并網電流的諧波和系統損耗，嚴重時還會導致人身安全受到威脅。抑制光伏發電系統中的漏電流是解決非隔離型光伏逆變器并網技術的關鍵問題之一。抑制漏電流的最常見方法是改變逆變器的逆變電路的拓撲結構，構造新的續流回路。在逆變器開關周期的續流階段使光伏電池的輸出端和電網側解耦，防止共模回路的形成，其中最具代表性的拓撲結構是H5、H6、和Heric拓撲結構。這些拓撲結構都是通過增加開關器件的數量來改變續流回路的傳輸路徑，進而達到抑制漏電流的目的。H5拓撲是通過在H4橋上增加一個開關管，其缺點是在并網階段電流必須流過增加的開關管，導致開關管的導通損耗增加，但H5 橋相比其他拓撲結構增加的開關數量最少，控制方式簡單，成本較低。H6橋拓撲結構的研究和改進較多，通過增加兩個開關管，形成續流回路，使光伏電池板與電網間保持脫離。H6拓撲結構形式多變，但需要對開關管的開通順序進行優化，以達到效率最優，進一步提高效率則受到MOSFET和IGBT的性能限制。申請號為201610246182.X的一種單相非隔離型光伏并網逆變器及其控制方法就是一種H6拓撲結構的逆變電路。

因此設計一種降低漏電流的拓撲結構應用在逆變器中成為一種迫切地要求。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供了一種低漏電流并網逆變電路，具有有效抑制漏電流的功能。

本實用新型要解決的技術問題的技術方案是：一種低漏電流并網逆變電路，包括直流電源、第一、二分壓電容，第一、二、三、四、五、六開關管，第一、二、三、四二極管，第一、二并網電感、第一、二、三、四、五、六續流二極管以及控制器。所述第一、二分壓電容串聯后并接在直流電源的正負極上。所述第一、三開關管的集電極并接后與直流電源的正極電氣連接，第二、四開關管的發射極并接后與直流電源的負極電氣連接，第一開關管的發射極和第二開關管的集電極電氣連接，第三開關管的發射極和第四開關管的集電極電氣連接。第一開關管的發射極和單相供電電網的火線之間串聯有第一并網電感，第三開關管的發射極和單相供電電網的零線之間串聯有第二并網電感。所述第一、三二極管的負極并接后和第五開關管的集電極電氣連接，第五開關管的發射極和第一、二分壓電容的連接點電氣連接。所述第二、四二極管的正極并接后和第六開關管的發射極電氣連接，第六開關管的集電極和第一、二分壓電容的連接點電氣連接。第一二極管的正極和第二二極管的負極連接后和第一開關管的發射極電氣連接，第三二極管的正極和第四二極管的負極連接后和第三開關管的發射極電氣連接。第一、二、三、四、五、六續流二極管分別和第一、二、三、四、五、六開關管極性相反并接。所述第一、二、三、四、五、六開關管的門極和控制器電氣連接，用以控制開關管的導通和關斷。

更好的，所述直流電源為太陽能電池板陣列。

更好的，所述控制器采用單片機作為微控制芯片。

更好的，所述第一、二、三、四、五、六開關管采用IGBT模塊。

本實用新型的有益效果在于：

1、該實用新型在單相全橋逆變電路的基礎上增加兩個開關管和一個由二極管組成的全橋，具有電路結構簡單、成本低的有益效果；

2、該實用新型在輸出功率為零的續流階段橋臂中點的電壓始終保持在直流電源輸出電壓的一半，使共模電壓趨于常數，因此具有大大降低漏電流的有益效果；

3、該實用新型具有開關管控制方法簡單的有益效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路結構圖，

圖2是本實用新型在實際運行過程中產生的對地寄生電容的等效電路圖，

圖3是現有技術中一種非隔離型單相全橋并網逆變電路結構，

圖4是現有技術中一種非隔離型單相全橋并網逆變電路結構的簡化的共模模型電路，