[發明專利]一種T形有源中點箝位光伏逆變電路及其控制方法

在審

• 申請號: 201810105932.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108566110A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 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;H02M7/5387;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

1.一種T形有源中點箝位光伏逆變電路，其特征在于：

包括直流電源(PV)、第一、二分壓電容(C1、C2)，第一、二、三、四、五、六、七、八開關管(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8)，第一、二二極管(D1、D2)，第一、二并網電感(L1、L2)、第一、二、三、四、五、六、七、八續流二極管(DX1、DX2、DX3、DX4、DX5、DX6、DX7、DX8)以及控制器，

所述第一、二分壓電容(C1、C2)串聯后并接在直流電源(PV)的正負極上，

所述第一、三開關管(S1、S3)的集電極并接后與直流電源(PV)的正極電氣連接，第二、四開關管(S2、S4)的發射極并接后與直流電源(PV)的負極電氣連接，第一開關管(S1)的發射極和第二開關管(S2)的集電極電氣連接，第三開關管(S3)的發射極和第四開關管(S4)的集電極電氣連接，

第一開關管(S1)的發射極和單相供電電網(Ug)的火線之間串聯有第一并網電感(L1)，第三開關管(S3)的發射極和單相供電電網(Ug)的零線之間串聯有第二并網電感(L2)，

所述第五、六開關管(S5、S6)串聯后并接在第一、三開關管(S1、S3)的發射極之間，其中，第五開關管(S5)的發射極的和第一開關管(S1)的發射極電氣連接，第六開關管(S6)的發射極的和第三開關管(S3)的發射極電氣連接，第五、六開關管(S5、S6)的集電極電氣連接，

所述第一二極管(D1)的負極和第一、二分壓電容(C1、C2)的連接點電氣連接，第一二極管(D1)的正極和第七開關管(S7)的發射極電氣連接，第七開關管(S7)的集電極和第五開關管(S5)的集電極電氣連接，

所述第八開關管(S8)的集電極和第一、二分壓電容(C1、C2)的連接點電氣連接，第八開關管(S8)的發射極和第二二極管(D2)的正極電氣連接，第二二極管(D2)的負極和第五開關管(S5)的集電極電氣連接，

第一、二、三、四、五、六、七、八續流二極管(DX1、DX2、DX3、DX4、DX5、DX6、DX7、DX8)分別和第一、二、三、四、五、六、七、八開關管(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8)極性相反并接，

所述第一、二、三、四、五、六、七、八開關管(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8)的門極和控制器電氣連接。

2.根據權利要求1所述的一種T形有源中點箝位光伏逆變電路，其特征在于：

所述直流電源(PV)為太陽能電池板陣列。

3.根據權利要求1所述的一種T形有源中點箝位光伏逆變電路，其特征在于：

所述控制器采用單片機作為微控制芯片。

4.根據權利要求1所述的一種T形有源中點箝位光伏逆變電路，其特征在于：

所述第一、二、三、四、五、六、七、八開關管(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8)采用IGBT模塊。

5.根據權利要求1所述的一種T形有源中點箝位光伏逆變電路的控制方法，其特征在于：

包括以下步驟：

控制器通過控制第一、二、三、四、五、六、七、八開關管(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8)的導通和關斷實現直流電源(PV)到交流電的逆變，

交流電在一個周期內分為正半周期和負半周期，其中第五開關管的集電極為P點，第一、二分壓電容的連接點為Q點，在交流電的一個周期內分為四個階段，

在正半周期內，控制器驅動第一、四開關管(S1、S4)高頻的導通，第二、三開關管(S2、S3)始終關斷，在此期間，第五、六、七、八開關管(S5、S6、S7、S8)的驅動信號和第一、四開關管(S1、S4)的驅動信號互補，具體為：

第一階段：第一、四開關管(S1、S4)導通時，第五、六開關管(S5、S6)關斷，此時為功率輸送階段，電流的流向為，直流電源(PV)的正極→第一開關管(S1)→第一并網電感(L1)→單相供電電網(Ug)→第二并網電感(L2)→第四開關管(S4)→直流電源(PV)的負極；

第二階段：第一、四開關管(S1、S4)關斷時，第五、六、七、八開關管(S5、S6、S7、S8)導通，此時為續流階段，電流的流向為，單相供電電網(Ug)→第二并網電感(L2)→第六續流二極管(DX6)→第五開關管(S5)→第一并網電感(L1)→單相供電電網(Ug)；

此時，

當P點電壓高于Q點的電壓時，第一二極管D1正向導通，P點電壓被箝位至分壓電容中點的電壓，保持為直流電源(PV)電壓的一半；

當P點電壓低于Q點的電壓時，第二二極管D2正向導通，P點電壓被箝位至分壓電容中點的電壓，保持為直流電源(PV)電壓的一半；

在負半周期內，控制器驅動第二、三開關管(S2、S3)高頻的導通，第一、四開關管(S1、S4)始終關斷，在此期間，第五、六、七、八開關管(S5、S6、S7、S8)的驅動信號和第二、三開關管(S2、S3)的驅動信號互補，具體為：

第三階段：第二、三開關管(S2、S3)導通時，第五、六、七、八開關管(S5、S6、S7、S8)關斷，此時為功率輸送階段，電流的流向為，直流電源(PV)的正極→第三開關管(S3)→第二并網電感(L2)→單相供電電網(Ug)→第一并網電感(L1)→第二開關管(S2)→直流電源(PV)的負極；

第四階段：第二、三開關管(S2、S3)關斷時，第五、六、七、八開關管(S5、S6、S7、S8)導通，此時為續流階段，電流的流向為，單相供電電網(Ug)→第一并網電感(L1)→第五續流二極管(DX5)→第六開關管(S6)→第二并網電感(L2)→單相供電電網(Ug)，

此時，

當P點電壓高于Q點的電壓時，第一二極管D1正向導通，P點電壓被箝位至分壓電容中點的電壓，保持為直流電源(PV)電壓的一半；

當P點電壓低于Q點的電壓時，第二二極管D2正向導通，P點電壓被箝位至分壓電容中點的電壓，保持為直流電源(PV)電壓的一半。