一种逆变拓扑及逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种逆变拓扑及逆变器，包括：输入正极，输入负极，桥臂模块；所述桥臂模块包括桥臂一、桥臂二及续流单元；每个所述桥臂一和桥臂二均包括至少两个串联的开关管；所述桥臂一的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；所述桥臂二与所述桥臂一相并联；所述续流单元与桥臂一、桥臂二相连接；分压模块；所述分压模块的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；均衡桥臂；所述均衡桥臂的一端与所述分压模块的电位中点相连接，另一端与所述桥臂一的中点相连接；所述均衡桥臂至少包括两个反向串联的开关管。本发明专利技术可以削弱开关管关断特性不一致所产生的影响，降低了共模电压源强度。降低了共模电压源强度。降低了共模电压源强度。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变拓扑及逆变器


[0001]本专利技术属于逆变器
，尤其涉及一种逆变拓扑及逆变器。

技术介绍

[0002]非隔离式光伏储能逆变器架构不含隔离变压器，拥有变换效率高，体积、重量和成本低的优势。但是，由于光伏电池板对地存在寄生电容，而逆变器开关器件的开关动作容易产生高频交变电压，该电压作用在寄生电容之上，且变压器的消除使得光伏组件和电网有了电气连接从而形成回路，最终导致高频共模电流的产生，如图1。高频共模电流的产生会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加，甚至危及设备和人员安全。
[0003]目前市场上的非隔离式光伏储能逆变器所采用的逆变拓扑，通常在理论上可以抑制共模电流的产生。但是在实际应用中存在开关管关断特性不一致、开关管具有寄生参数等因素，容易导致拓扑无法运行在理想状态下，从而容易导致共模电流的产生，为了降低共模电流，通常需要在功率回路中接入高阻抗滤波器，这将导致产品体积增大、系统转换效率下降及产品成本上升。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种逆变拓扑及逆变器，以解决上述的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的一种逆变拓扑及逆变器的具体技术方案如下：
[0006]一种逆变拓扑，包括：
[0007]输入正极，用于与直流电源的正母线相连接；
[0008]输入负极，用于与直流电源的负母线相连接；
[0009]桥臂模块；所述桥臂模块包括桥臂一、桥臂二及续流单元；每个所述桥臂一和桥臂二均包括至少两个串联的开关管；所述桥臂一的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；所述桥臂二与所述桥臂一相并联；所述续流单元与桥臂一、桥臂二相连接；
[0010]分压模块；所述分压模块的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；以及，
[0011]均衡桥臂；所述均衡桥臂的一端与所述分压模块的电位中点相连接，另一端与所述桥臂一的中点相连接；所述均衡桥臂至少包括两个反向串联的开关管。
[0012]进一步的，所述桥臂一包括开关管Q1与开关管Q2，所述开关管Q1与开关管Q2顺序串联；所述开关管Q1与开关管Q2的连接点设为A点；所述桥臂二包括开关管Q3与开关管Q4，所述开关管Q3与开关管Q4顺序串联；所述开关管Q3与开关管Q4的连接点设为B点；所述续流单元包括开关管Q5与开关管Q6，所述开关管Q5与开关管Q6反向串联；所述均衡桥臂包括开关管Q7与开关管Q8，所述开关管Q7与开关管Q8反向串联；所述续流单元两端分别与桥臂一的A点及桥臂二的B点相连。
[0013]进一步的，所述开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开
关管Q7和开关管Q8为N沟道MOSFET，所述开关管Q1的漏极连接输入正极，所述开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接，所述开关管Q2的源极连接输入负极；所述开关管Q3的漏极连接输入正极，所述开关管Q3的源极与开关管Q4的漏极连接，所述开关管Q4的源极连接输入负极；所述开关管Q5的源极连接A点，所述开关管Q5的漏极与开关管Q6的漏极连接，所述开关管Q6的源极连接B点，所述开关管Q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管Q7的源极与开关管Q8的源极连接，所述开关管Q8的漏极连接桥臂一的A点。
[0014]进一步的，所述续流单元替换为包括二极管D1、二极管D2、开关管Q5及开关管Q6；所述开关管Q1、开关管Q6、开关管Q2顺序串联，所述开关管Q1、开关管Q6连接处为设A点；所述开关管Q3、开关管Q5、开关管Q4顺序串联,开关管Q3、开关管Q5连接处设为B点；所述二极管D1的阳极与开关管Q6、开关管Q2连接处相连，所述二极管D1的阴极与B点相连；所述二极管D2的阳极与开关管Q5、开关管Q4连接处相连，所述二极管D2的阴极与A点相连。
[0015]进一步的，所述开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7和开关管Q8为N沟道MOSFET，所述开关管Q1的漏极连接输入正极，所述开关管Q1的源极连接开关管Q6的漏极，所述开关管Q6的源极连接开关管Q2的漏极，所述开关管Q2的的源极连接输入负极；所述开关管Q3的漏极与输入正极连接，所述开关管Q3的源极与开关管Q5的漏极连接，所述开关管Q5的源极与开关管Q4的漏极连接，所述开关管Q4的源极与输入负极连接，所述开关管Q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管Q7的源极与开关管Q8的源极连接，所述开关管Q8的漏极连接桥臂一的A点。
[0016]进一步的，所述分压模块包括阻抗件Zu与阻抗件Zd，所述阻抗件Zu一端与所述输入正极相连接，另一端与所述阻抗件Zd一端相连接，所述阻抗件Zd另一端与所述输入负极相连接；所述阻抗件Zu与阻抗件Zd的连接点为电位中点。
[0017]进一步的，所述逆变拓扑还包括滤波电路，所述滤波电路一端与桥臂一的中点相连接，另一端与桥臂二的中点相连接。
[0018]进一步的，所述滤波电路包括电感器La、电容器Co、及电感器Lb，所述电感器La与电容器Co及电感器Lb串连。
[0019]本专利技术还公开了一种逆变器，包括所述的逆变拓扑。
[0020]本专利技术还公开了一种储能系统，包括：
[0021]蓄电池以及所述的逆变器；所述逆变器与所述蓄电池连接。
[0022]本专利技术的一种逆变拓扑及逆变器具有以下优点：本专利技术可以削弱开关管关断特性不一致所产生的影响，从源头上降低共模电压源强度，避免了现有技术中存在开关管关断特性不一致、开关管具有寄生参数等因素，导致的共模电流的产生，本专利技术无需配备昂贵的滤波器即可将共模电流抑制到合理水平。可在非隔离式光伏储能逆变器中应用。
附图说明
[0023]图1为非隔离式光伏储能逆变器高频共模电流的产生示意图；
[0024]图2为常见的非隔离式光伏储能逆变器拓扑结构示意图；
[0025]图3为图2的等效电路示意图；
[0026]图4为图3的高频模型简化示意图；
[0027]图5为图3电路的调制方式示意图；
[0028]图6为当Q1，Q2，Q3，Q4关断后，图2的等效电路示意图；
[0029]图7为本专利技术的逆变拓扑电路结构示意图；
[0030]图8为本专利技术的逆变拓扑电路调制方式示意图；
[0031]图9为本专利技术的逆变拓扑电路变形结构示意图。
具体实施方式
[0032]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种逆变拓扑及逆变器做进一步详细的描述。
[0033]首先阐述常见拓扑存在的缺陷如下：
[0034]以图2中常见拓扑为例，并引入光伏电池板对地寄生电容Cp及中性点N对地阻抗件Rp，可得等效电路如图3。
[0035]设A、B点对直流母线电压参考点G的电压分别为Ua(S)、Ub(S)；设寄生电容Cp与对地阻抗件Rp串联后的等效阻抗件为Zp(S),另外，考虑到寄生电容器C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变拓扑，其特征在于，包括：输入正极，用于与直流电源的正母线相连接；输入负极，用于与直流电源的负母线相连接；桥臂模块；所述桥臂模块包括桥臂一、桥臂二及续流单元；每个所述桥臂一和桥臂二均包括至少两个串联的开关管；所述桥臂一的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；所述桥臂二与所述桥臂一相并联；所述续流单元与桥臂一、桥臂二相连接；分压模块；所述分压模块的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；以及，均衡桥臂；所述均衡桥臂的一端与所述分压模块的电位中点相连接，另一端与所述桥臂一的中点相连接；所述均衡桥臂至少包括两个反向串联的开关管。2.根据权利要求1所述的逆变拓扑，其特征在于，所述桥臂一包括开关管Q1与开关管Q2，所述开关管Q1与开关管Q2顺序串联；所述开关管Q1与开关管Q2的连接点设为A点；所述桥臂二包括开关管Q3与开关管Q4，所述开关管Q3与开关管Q4顺序串联；所述开关管Q3与开关管Q4的连接点设为B点；所述续流单元包括开关管Q5与开关管Q6，所述开关管Q5与开关管Q6反向串联；所述均衡桥臂包括开关管Q7与开关管Q8，所述开关管Q7与开关管Q8反向串联；所述续流单元两端分别与桥臂一的A点及桥臂二的B点相连。3.根据权利要求2所述的逆变拓扑，其特征在于，所述开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7和开关管Q8为N沟道MOSFET，所述开关管Q1的漏极连接输入正极，所述开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接，所述开关管Q2的源极连接输入负极；所述开关管Q3的漏极连接输入正极，所述开关管Q3的源极与开关管Q4的漏极连接，所述开关管Q4的源极连接输入负极；所述开关管Q5的源极连接A点，所述开关管Q5的漏极与开关管Q6的漏极连接，所述开关管Q6的源极连接B点，所述开关管Q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管Q7的源极与开关管Q8的源极连接，所述开关管Q8的漏极连接桥臂一的A点。4.根据权利要求2所述的逆变拓扑，其特征在于，所述续流单元替换为包括二极管D1...

【专利技术属性】
技术研发人员：容佳，余火长，夏田，
申请(专利权)人：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：