[實用新型]一種多電平升壓電路、逆變裝置、光伏發電裝置和光伏發電系統

有效

• 申請號: 201922243790.7
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN211377897U
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 陳書生;曾春保;黃凱倫
• 申請（專利權）人: 科華恒盛股份有限公司;漳州科華技術有限責任公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/32
• 代理公司: 廈門龍格專利事務所(普通合伙) 35207
• 代理人: 婁燁明

本實用新型公開了一種多電平升壓電路、逆變裝置、光伏發電裝置和光伏發電系統，其在輸出節點和第一二極管、第二二極管的公共點間設有TVS管，并通過配合其他輔助器件，不僅能夠解決低輸入電壓情況下第二二極管的擊穿問題，使得相關器件的選型較為容易，成本較低，并且該電路在增加相應器件后，正常的升壓過程不受影響，輸出端電壓易受控制，同時還降低了在操作輸入端時發生電擊事故的概率。

技術領域

本實用新型涉及電路升壓技術領域，更具體來講，涉及一種多電平升壓電路、逆變裝置、光伏發電裝置和光伏發電系統。

背景技術

光伏發電系統的輸入電壓在逐步提升，目前已提升到1500V，考慮到成本及其他因素，光伏逆變器的前級升壓電路通常由兩電平改為三電平電路。目前，如圖1所示出的飛跨電容型三電平升壓電路，當其應用于光伏發電領域并形成集散式光伏發電系統時，可能存在由于其他并聯的升壓電路已經上電從而建立了母線電壓的情況。在該情況下，當圖1示出的光伏組件PV還未接入該升壓電路的輸入端或光伏組件PV的電壓較低時，即低輸入電壓情況，輸入電壓低于該升壓電路的啟動電壓，母線電壓將反作用于該升壓電路，導致第二二極管D2基本要承受全部母線電壓，容易導致其損壞，進而具有選型困難或成本偏高的問題。

為了解決該問題，一種現有技術在圖1的基礎上，通過在輸出母線中點NE和第二二極管的陽極間設置一二極管，從而將半母線電壓加載到第二二極管的陽極，使其在上述低輸入電壓情況下只需承受半母線電壓，在其耐壓值不高時也不易被擊穿。

但在上述方案的升壓電路在正常工作時，當下臂開關管Q2導通且飛跨電容處于充電周期時，半母線電壓會通過該二極管為飛跨電容充電，會導致輸出電容不均壓，存在偏壓風險，并且瞬間突變的充電電流會導致該二極管容易損壞，由于存在該非正常的充電回路，也會使飛跨電容的電壓偏離設定值，難以控制。因而，上述方案盡管在低輸入電壓這一特殊情況能夠解決相應問題，但新增器件仍然會對主要器件的正常工作產生影響，使得升壓電路的輸出難以控制。

此外，上述方案還存在以下問題，在低輸入電壓情況下，半母線電壓會通過該二極管、飛跨電容C1、開關管Q1的體二極管傳遞至輸入端，由于半母線電壓可能高達750V，使得操作人員在操作輸入端時可能發生電擊事故。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述技術問題，提供一種多電平升壓電路、逆變裝置、光伏發電裝置和光伏發電系統，其能夠解決低輸入電壓情況下第二二極管易被擊穿的問題，且不影響電路的正常工作，母線電壓易受控制，并能夠降低在操作輸入端時發生電擊事故的概率。

為實現上述目的，本實用新型的提供一種多電平升壓電路，其具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端、第二輸出端，并包括電感、第一可控開關、第二可控開關、第一電容、第一二極管、第二二極管以及輸出電容組；其還包括第一TVS管和第三二極管；

所述第一可控開關和第二可控開關正向串接后構成第一支路；所述第一二極管和第二二極管正向串接后構成第二支路；所述第一電容構成第三支路；所述第一TVS管和第三二極管串接后構成第四支路；

所述輸出電容組連接所述第一輸出端和第二輸出端，其包含至少兩個串接的輸出電容，以構成至少一個被配置為各輸出電容間公共點的輸出節點；

所述第一輸入端通過所述電感連接第一可控開關的第一端和第一二極管的陽極，所述第二輸入端連接第二可控開關的第二端和第二輸出端；所述第二二極管的陰極連接第一輸出端；

所述第一電容的一端連接第一二極管和第二二極管的公共點，其另一端連接第一可控開關和第二可控開關的公共點；所述第一TVS管的負極連接一輸出節點，所述第三二極管的陰極連接第一二極管和第二二極管的公共點。

在某一實施例中：所述第四支路還設有限流電阻，其串接于所述第一TVS管和第三二極管。

在某一實施例中：所述輸出電容組包含兩個容值相同的輸出電容。