一种非隔离单相光伏并网逆变器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种非隔离单相光伏并网逆变器，包括H桥电路，H桥电路的直流侧连接有串联的两个分压电容，H桥电路的交流侧连接有续流支路，续流支路由两个反向连接的开关管构成，两个反向连接的开关管的连接点与两个分压电容的连接点之间连接有箝位支路，箝位支路由一个箝位开关管构成，箝位开关管就能够将续流电压箝位至太阳能电池电压的二分之一。除去全桥中的开关管，只需另外增加三个开关管即可实现现有技术中的非隔离光伏并网逆变器的功能，较现有技术中的逆变器减少了一个开关管，降低导通损耗和投入成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种非隔离单相光伏并网逆变器，属于并网逆变拓扑

技术介绍
非隔离型光伏并网逆变器要求效率高、成本低，能够承受光伏电池输出的大波动电压和交流输出满足国标要求的电能质量。但由于逆变器没有变压器隔离，使得逆变器的开关器件高频动作通过系统寄生电容产生漏电流，这个会造成EMC干扰加重，漏电流过大甚至会对设备和人身造成伤害。单极性调制方法是目前单相光伏逆变器中使用较多的调制方法，它具有直流电压利用率高、滤波电感电流脉动小等优点。但在开关动作时会产生较大的共模电压，为了有效抑制共模电压，申请号为201120403241.2的中国专利申请中，在交流桥口反向串联两只开关管，为桥臂开关关断期间电流的续流提供一个通路，同时将这两个开关管的续流期间的电位通过另外两个反向串联的开关钳位至两个直流母线电容的连接点，从而有效的抑制了共模电压，如图1所示。但是其相比单相全桥增加了4个开关管，带来了较高的成本，也增加了系统损耗。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种非隔离单相光伏并网逆变器，用以解决传统单相光伏逆变器中增加了4个开关管造成的较高成本的问题。为实现上述目的，本技术的方案包括一种非隔离单相光伏并网逆变器，包括H桥电路，H桥电路的直流侧连接有串联的两个分压电容，H桥电路的交流侧连接有续流支路，续流支路由两个反向连接的开关管构成，所述两个
反向连接的开关管的连接点与所述两个分压电容的连接点之间连接有箝位支路，所述箝位支路由一个箝位开关管构成。所述两个反向连接的开关管共阳极连接，所述箝位开关管的阳极连接所述两个反向连接的开关管的连接点。所述两个反向连接的开关管共阴极连接，所述箝位开关管的阴极连接所述两个反向连接的开关管的连接点。所述开关管为IGBT和/或MOSFET，当开关管为IGBT时，开关管的阳极为IGBT的集电极，开关管的阴极为IGBT的发射极；当开关管为MOSFET时，开关管的阳极为MOSFET的漏极，开关管的阴极为MOSFET的源极。每个所述开关管均反向并联一个二极管。本技术提供的非隔离单相光伏并网逆变器中，用于续流的开关管为两个，可以实现续流阶段时续流回路电位处于二分之一的电池电压来抑制漏电流，并保证了功率传输阶段输出电流仅流经该两个开关管，有效降低了导通损耗，而且用于箝位的开关管只有一个，这仅有的一个开关管就能够将续流电压箝位至太阳能电池电压的二分之一。也就是说，本技术提供的非隔离单相光伏并网逆变器中，除去全桥中的开关管，只需另外增加三个开关管即可实现现有技术中的逆变器的功能，较现有技术中的逆变器减少了一个开关管，进一步降低导通损耗和投入成本。附图说明图1是现有的非隔离光伏并网逆变器的结构示意图；图2是本技术提供的非隔离单相光伏并网逆变器的结构示意图；图3是开关管驱动信号示意图；图4-1是电网电压正半周时，且开关管S1、S4导通，开关管S2、S3关断时的并网逆变器的工作模态图；图4-2是电网电压正半周时，且开关管S1、S2、S3、S4关断时的并网逆变
器的工作模态图；图4-3是电网电压负半周时，且开关管S2、S3导通，开关管S1、S4关断时的并网逆变器的工作模态图；图4-4是电网电压负半周时，且开关管S1、S2、S3、S4关断时的并网逆变器的工作模态图；图5是本技术提供的另一种非隔离单相光伏并网逆变器的结构示意图；图4-1至4-4中的虚线开关管表示为没有导通的开关管。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。如图2所示的非隔离单相光伏并网逆变器，包括分压电容支路、箝位支路、全桥单元和续流支路，太阳能电池的正负极输出端对应连接有正极直流母线和负极直流母线，分压电容支路连接在全桥单元的正负极直流母线之间。分压电容支路上串接有电容Cdc1和电容Cdc2，全桥单元由开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4组成，开关管S1的阳极和开关管S3的阳极连接正极直流母线，开关管S2的阴极和开关管S4的阴极连接负极直流母线。续流支路由开关管S5和开关管S6组成，开关管S5的阴极连接开关管S1的阴极，开关管S6的阴极连接开关管S4的阳极，开关管S5和开关管S6共阳极连接，开关管S5和开关管S6的连接点与电容Cdc1和电容Cdc2的连接点之间连接箝位支路，箝位支路上串接开关管S7，开关管S7的阳极连接开关管S5和开关管S6的连接点，开关管S7的阴极连接电容Cdc1和电容Cdc2的连接点。开关管S5的阴极还连接进网滤波器L1的一端，进网滤波器L1的另一端连接电网；开关管S6的阳极还连接进网滤波器L2的一端，进网滤波器L2的另一端也连接电网。假设并网电压和电流相位相同，如图3所示，电网电压正半工频周期时开
关管S1和S4以开关频率同时动作，开关管S5、S6和S7与开关管S1和S4互补工作，开关管S2和S3处于关断状态。电压负半工频周期时开关管S2和S3以开关频率同时动作，开关管S5、S6和S7与开关管S2和S3互补工作，开关管S1和S4处于关断状态。在电网电压正半周：开关管S1、S4开通时，开关管S5、S6、S7关断，电流经从正母线经过开关管S1、进网滤波器L1、电网和滤波电容C、进网滤波器L2、开关管S4回到负母线，如图4-1所示。当开关管S1、S4关断时，开关管S5、S6、S7开通，电感电流经进网滤波器L1、电网和滤波电容C、进网滤波器L2、开关管S6的反并联二极管、开关管S5续流。另外，当C点电压高于O点时，开关管S7流过电流；当C点电压低于O点时，开关管S7的反并联二极管流过电流。通过开关管S7和其反并联的二极管的作用，始终将C点电压钳位于O点，如图4-2所示。特别的，S5、S6也可以以工频进行开关动作，在电网正半周时S5开通，S6关断。在电网过零点时，S5延时关断，S6提前开通。电网电压负半周：开关管S2、S3开通时，开关管S5、S6、S7关断，电流经从正母线经过开关管S3、进网滤波器L2、电网和滤波电容C、进网滤波器L1、开关管S2回到负母线，如图4-3所示。当开关管S2、S3关断时，开关管S5、S6、S7开通，电感电流经进网滤波器L2、电网和滤波电容C、进网滤波器L1、开关管S5的反并联二极管、开关管S6续流。另外，当C点电压高于O点时，开关管S7流过电流，当C点电压低于O点时，开关管S7的反并联二极管流过电流。通过开关管S7和其反并联的二极管的作用，始终将C点电压钳位于O点，如图4-4所示。特别的，S5、S6也可以以工频进行开关动作，在电网负半周时S6开通，
S5关断。在电网过零点时，S6延时关断，S5提前开通。电网电压不管是在正半周或者负半周，开关管S7都能将续流电压箝位至太阳能电池电压的二分之一。该实施例中，开关管可以是IGBT、MOSFET，还可以是其他类型的半控型器件或者全控型器件。当开关管为IGBT时，开关管的阳极为IGBT的集电极，开关管的阴极为IGBT的发射极；当开关管为MOSFET时，开关管的阳极为MOSFET的漏极，开关管的阴极为MOSFET的源极。另外，本技术提供的非隔离单相光伏并网逆变器中，开关管可以全部是一种类型的开关管，比如说，开关管全部是IGBT和MOSFET；逆变器中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非隔离单相光伏并网逆变器，包括H桥电路，H桥电路的直流侧连接有串联的两个分压电容，H桥电路的交流侧连接有续流支路，续流支路由两个反向连接的开关管构成，所述两个反向连接的开关管的连接点与所述两个分压电容的连接点之间连接有箝位支路，其特征在于，所述箝位支路由一个箝位开关管构成。

【技术特征摘要】
1.一种非隔离单相光伏并网逆变器，包括H桥电路，H桥电路的直流侧连接有串联的两个分压电容，H桥电路的交流侧连接有续流支路，续流支路由两个反向连接的开关管构成，所述两个反向连接的开关管的连接点与所述两个分压电容的连接点之间连接有箝位支路，其特征在于，所述箝位支路由一个箝位开关管构成。2.根据权利要求1所述的非隔离单相光伏并网逆变器，其特征在于，所述两个反向连接的开关管共阳极连接，所述箝位开关管的阳极连接所述两个反向连接的开关管的连接点。3.根据权利要求1所述的非隔离单相光伏并网逆变器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟向军，牛化鹏，王林，张海龙，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，西安许继电力电子技术有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：河南;41