[發明專利]一種非隔離型高增益單相逆變器及其控制方法

在審

• 申請號: 202010038815.4
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111193426A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 王懷寶;唐偉;王寶誠;傘國成
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M1/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明公開了一種非隔離型高增益單相逆變器及其控制方法，包括：第一電感、第二電感、第三電感、第四電感、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容和負載電阻；其控制方法是通過本發明的調制保證在每個工作模式下只有兩個開關管導通，同時保證逆變器的升壓過程和逆變過程，得到需要的正弦波。本發明的拓撲具有結構簡單，開關器件少，同時輸出電壓高的特點。其控制方法開關信號生成電路結構簡單，可采用模擬電路實現。本發明的技術方案能夠有效抑制高頻共模電壓和漏電流，并且能夠實現高增益電壓輸出。

技術領域

本發明涉及逆變器技術領域，具體而言，尤其涉及一種非隔離型高增益單相逆變器及其控制方法。

背景技術

傳統的單相非隔離型逆變器有全橋逆變器H4，H5，HERIC和H6拓撲，這類電壓源型逆變器都是降壓電路，通常實際應用時為了達到電壓要求，會在拓撲前加一級升壓電路，從而形成兩級電路，這種做法會增加系統體積以及降低系統穩定性。此外，非隔離型逆變器由于沒有變壓器的存在，有著體積小，成本低和效率高的優點，但是由于光伏板與大地之間存在寄生電容，由于缺少變壓器的隔離作用就會在形成共模回路，從而產生漏電流，漏電流過大時會對人造成生命威脅，所以解決非隔離型逆變器的漏電流問題是至關重要的。目前，都是通過拓撲和調制來抑制漏電流，沒有從根源上解決漏電流。因此，需要高增益的非隔離型逆變器解決電壓增益和漏電流問題。

中國專利申請號為201210486581.5，名稱為：一種光伏逆變器漏電流調節抑制方法及裝置，提出一種光伏逆變器漏電流調節抑制方法及補償裝置，通過共模電壓注入方式對光伏系統中的共模漏電流進行控制。將共模漏電流作為控制目標，實現閉環控制共模漏電流。但該方法需要額外裝置，成本較高。中國專利申請號為201210594677.3，名稱為：基于3D-SPWM的混合箝位式三電平三相四線制光伏系統，提出一種基于3D-SPWM混合箝位式三電平三相四線制光伏逆變器，采用多電平電路結構及控制方式有效降低系統漏電流，但該逆變器開關器件數量較多，且需要直流側電容電壓平衡控制，成本較高，實現較復雜。M.C.Cavalcanti等人2010年在IEEE Transactions on Industrial Electronics發表文章Modulation techniques to eliminate leakage currents in transformerless three-phase photovoltaic systems中針對傳統三相逆變器拓撲提出改進型調制方法實現高頻共模電壓抑制，從而解決漏電流問題。雖然高頻共模電壓和漏電流得到抑制，但三相光伏逆變器輸出電壓矢量受到限制，實用性不足。此外，該調制方法采用空間矢量調制，實現較為復雜。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種能夠有效抑制高頻共模電壓和漏電流，并且能夠實現高增益電壓輸出的非隔離型高增益單相逆變器及其控制方法

本發明采用的技術手段如下：

一種非隔離型高增益單相逆變器，包括：第一電感、第二電感、第三電感、第四電感、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容和負載電阻；

所述第一電感的輸出端分別連接所述第二開關管的集電極和所述第二電容的第二端；

所述第二電感的輸出端分別連接所述第三開關管的發射極和所述第二電容的第一端；

所述第三電感的輸出端分別連接所述第四電容的第一端和所述負載電阻的第一端；

所述第一開關管的集電極連接直流電源的正端相；所述第四電感的輸入端分別連接所述第一開關管的發射極和所述第三電容的第一端；

所述第一電容的第二端分別連接所述第一電感的輸入端和所述第三開關管的集電極；

所述第三電容的第二端分別連接所述第一電容的第一端、所述第二電感的輸入端以及所述第三電感的輸入端；