一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器，该拓扑首先在三相桥式逆变器的交流侧加入了一个续流开关（由三相不控整流桥和一个开关管

Clamping type three-phase non isolated photovoltaic inverter with freewheeling switch

The invention discloses a three-phase with freewheeling switch clamped non isolated photovoltaic inverter topology, the first in the AC side of the inverter into a freewheeling switch (by three-phase controlled bridge rectifier and a switch tube

【技术实现步骤摘要】
一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器
本专利技术涉及电力电子直流-交流变换
，特别是一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。
技术介绍
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电压波动大的不良影响，而且其交流输出也要满足较高的电能质量。按照逆变器是否带有隔离变压器可以分为隔离型和非隔离型。隔离型光伏逆变器实现了电网和电池板的电气隔离，保障了人身和设备安全。但其体积大，价格高，系统变换效率较低。非隔离光伏逆变器结构不含变压器，具有效率高、体积小、重量轻、成本低等诸多优势。目前，非隔离光伏逆变器系统的最高效率可以达到98%以上。但是，变压器的移除使得输入输出之间存在电气连接，由于电池板对地电容的存在，逆变器工作时会产生共模漏电流，增大系统电磁干扰，影响进网电流的质量，危害人身和设备安全。为了保证人身和设备安全，漏电流必须被抑制在一定的范围内。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器，该拓扑可以改善逆变器共模特性，提高逆变器的变换效率。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：根据本专利技术提出的一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器，包括太阳能电池、三相桥式逆变器、滤波电路和负载电路，还包括续流开关和箝位电路；三相桥式逆变器包括第一至第六开关管，滤波电路包括第一至第三滤波电感和第一至第三滤波电容，负载电路包括第一至第三电阻，续流开关包括第七开关管和三相不控整流桥，三相不控整流桥包括第一至第六整流二极管，箝位电路包括第一至第三电容、上箝位开关管和下箝位开关管；其中，太阳能电池的正极与第一电容的正极、第一开关管的漏极、第三开关管的漏极、第五开关管的漏极分别相连，太阳能电池的负极与第三电容的负极、第四开关管的源极、第六开关管的源极、第二开关管的源极分别相连，第一开关管的源极与第四开关管的漏极、第一滤波电感的一端、第一整流二极管的阳极分别连接，第三开关管的源极与第六开关管的漏极、第二滤波电感的一端、第二整流二极管的阳极分别连接，第五开关管的源极与第二开关管的漏极、第三滤波电感的一端、第三整流二极管的阳极分别连接，第一电容的负极与第二电容的正极、上箝位开关管的漏极分别连接，第二电容的负极与第三电容的正极、下箝位开关管的源极分别连接，上箝位开关管的源极与第七开关管的源极、第四整流二极管的阳极、第五整流二极管的阳极、第六整流二极管的阳极分别连接，下箝位开关管的漏极与第七开关管的漏极、第一整流二极管的阴极、第二整流二极管的阴极、第三整流二极管的阴极分别连接，第一整流二极管的阳极与第四整流二极管的阴极连接，第二整流二极管的阳极与第五整流二极管的阴极连接，第三整流二极管的阳极与第六整流二极管的阴极连接，第一滤波电感的另一端与第一滤波电容的正极、第一电阻的一端分别连接，第二滤波电感的另一端与第二滤波电容的正极、第二电阻的一端分别连接，第三滤波电感的另一端与第三滤波电容的正极、第三电阻的一端分别连接，第一滤波电容的负极与第二滤波电容的负极、第三滤波电容的负极、第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端分别连接。作为本专利技术所述的一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器进一步优化方案，第一至第六开关管、第七开关管、上箝位开关管和下箝位开关管均为IXYS公司、型号为IXFH10N100P的MOSFET。作为本专利技术所述的一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器进一步优化方案，第一至第三电容为450V/220μF的电解电容。作为本专利技术所述的一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器进一步优化方案，第一至第六整流二极管均采用型号为MRU880的电力二极管。作为本专利技术所述的一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器进一步优化方案，第一至第三滤波电感的大小均取为5mH，第一至第三滤波电容均采用400V/1μF的薄膜电容。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器由于续流开关的加入，使得续流阶段续流电流不流经电源，省去了能量回馈电源这个环节，提高了逆变器的变换效率。箝位电路的加入，使得续流阶段续流回路被箝位至直流输入电压的1/3或2/3，可以有效抑制共模漏电流。同时与现有的一些方案相比，本专利技术所使用的开关管数量较少，损耗减小，成本降低，可靠性提高。附图说明图1为带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器主电路拓扑。图2(a)为处于模态1时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(b)为处于模态2时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(c)为处于模态3时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(d)为处于模态4时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(e)为处于模态5时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(f)为处于模态6时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(g)为处于模态7时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图2(h)为处于模态8时的带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器。图3为带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器驱动信号时序图。图中的附图标记解释为：UPV为太阳能电池，S1-S7分别为第一至第七开关管，La、Lb、Lc分别为第一至第三滤波电感，Cfa、Cfb、Cfc分别为第一至第三滤波电容，Ra、Rb、Rc分别为第一至第三电阻，Da1、Db1、Dc1、Da2、Db2、Dc2分别为第一至第六整流二极管，Cdc1、Cdc2、Cdc3分别为第一至第三电容，SH为上箝位开关管，SL为下箝位开关管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术的技术解决方案是：带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器的主电路拓扑如图1所示，在三相桥式逆变器的基础上加入了续流开关（由三相不控整流桥和第七开关管S7组成）和箝位电路（由第一至第三电容Cdc1、Cdc2、Cdc3和上箝位开关管SH、下箝位开关管SL组成）。一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器，包括太阳能电池UPV、三相桥式逆变器、滤波电路和负载电路，还包括续流开关和箝位电路，三相桥式逆变器包括第一至第六开关管S1-S6，滤波电路包括第一至第三滤波电感La、Lb、Lc和第一至第三滤波电容Cfa、Cfb、Cfc，负载电路包括第一至第三电阻Ra、Rb、Rc，续流开关包括第七开关管S7和三相不控整流桥，三相不控整流桥包括第一至第六整流二极管Da1、Db1、Dc1、Da2、Db2、Dc2，箝位电路包括第一至第三电容Cdc1、Cdc2、Cdc3、上箝位开关管SH和下箝位开关管SL；其中，太阳能电池的正极与第一电容的正极、第一开关管的漏极、第三开关管的漏极、第五开关管的漏极分别相连，太阳能电池的负极与第三电容的负极、第四开关管的源极、第六开关管的源极、第二开关管的源极分别相连，第一开关管的源极与第四开关管的漏极、第一滤波电感的一端、第一整流二极管的阳极分别连接，第三开关管的源极与第六开关管的漏极、第二滤波电感的一端、第二整流二极管的阳极分别连接，第五开关管的源极与第二开关管的漏极、第三滤波电感的一端、第三整流二极管的阳极分别连接，第一电容的负极与第二电容的正极、上箝位开关管的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器，包括太阳能电池、三相桥式逆变器、滤波电路和负载电路，其特征在于，还包括续流开关和箝位电路；三相桥式逆变器包括第一至第六开关管，滤波电路包括第一至第三滤波电感和第一至第三滤波电容，负载电路包括第一至第三电阻，续流开关包括第七开关管和三相不控整流桥，三相不控整流桥包括第一至第六整流二极管，箝位电路包括第一至第三电容、上箝位开关管和下箝位开关管；其中，太阳能电池的正极与第一电容的正极、第一开关管的漏极、第三开关管的漏极、第五开关管的漏极分别相连，太阳能电池的负极与第三电容的负极、第四开关管的源极、第六开关管的源极、第二开关管的源极分别相连，第一开关管的源极与第四开关管的漏极、第一滤波电感的一端、第一整流二极管的阳极分别连接，第三开关管的源极与第六开关管的漏极、第二滤波电感的一端、第二整流二极管的阳极分别连接，第五开关管的源极与第二开关管的漏极、第三滤波电感的一端、第三整流二极管的阳极分别连接，第一电容的负极与第二电容的正极、上箝位开关管的漏极分别连接，第二电容的负极与第三电容的正极、下箝位开关管的源极分别连接，上箝位开关管的源极与第七开关管的源极、第四整流二极管的阳极、第五整流二极管的阳极、第六整流二极管的阳极分别连接，下箝位开关管的漏极与第七开关管的漏极、第一整流二极管的阴极、第二整流二极管的阴极、第三整流二极管的阴极分别连接，第一整流二极管的阳极与第四整流二极管的阴极连接，第二整流二极管的阳极与第五整流二极管的阴极连接，第三整流二极管的阳极与第六整流二极管的阴极连接，第一滤波电感的另一端与第一滤波电容的正极、第一电阻的一端分别连接，第二滤波电感的另一端与第二滤波电容的正极、第二电阻的一端分别连接，第三滤波电感的另一端与第三滤波电容的正极、第三电阻的一端分别连接，第一滤波电容的负极与第二滤波电容的负极、第三滤波电容的负极、第一电阻的另一端、第二电阻的另一端、第三电阻的另一端分别连接。...

【技术特征摘要】
1.一种带续流开关的箝位型三相非隔离光伏逆变器，包括太阳能电池、三相桥式逆变器、滤波电路和负载电路，其特征在于，还包括续流开关和箝位电路；三相桥式逆变器包括第一至第六开关管，滤波电路包括第一至第三滤波电感和第一至第三滤波电容，负载电路包括第一至第三电阻，续流开关包括第七开关管和三相不控整流桥，三相不控整流桥包括第一至第六整流二极管，箝位电路包括第一至第三电容、上箝位开关管和下箝位开关管；其中，太阳能电池的正极与第一电容的正极、第一开关管的漏极、第三开关管的漏极、第五开关管的漏极分别相连，太阳能电池的负极与第三电容的负极、第四开关管的源极、第六开关管的源极、第二开关管的源极分别相连，第一开关管的源极与第四开关管的漏极、第一滤波电感的一端、第一整流二极管的阳极分别连接，第三开关管的源极与第六开关管的漏极、第二滤波电感的一端、第二整流二极管的阳极分别连接，第五开关管的源极与第二开关管的漏极、第三滤波电感的一端、第三整流二极管的阳极分别连接，第一电容的负极与第二电容的正极、上箝位开关管的漏极分别连接，第二电容的负极与第三电容的正极、下箝位开关管的源极分别连接，上箝位开关管的源极与第七开关管的源极、第四整流二极管的阳极、第五整流二极管的阳极、第六整流二极管的阳极分别连接，下箝位开关管的漏极与第七开关管的漏极、第一整流二极管的阴极、第二整...

【专利技术属性】
技术研发人员：马海啸，刘彬，段新锋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32