功率变换器和光伏系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种功率变换器和光伏系统。功率变换器包括：PCB板，所述PCB板上包括开关管，所述开关管的第一端连接直流母线，所述开关管的第二端通过绝缘导热结构连接散热器；所述PCB板包括第一金属层，所述第一金属层包括地线走线；所述散热器的第一连接端与所述地线走线连接，所述散热器的第二连接端连接所述功率变换器的机壳地；所述功率变换器还包括滤波电容，所述滤波电容的第一端与所述直流母线连接，所述滤波电容的第二端与所述地线走线连接。本实用新型专利技术实施例可以提高功率变换器的辐射发射抑制效果。辐射发射抑制效果。辐射发射抑制效果。

【技术实现步骤摘要】
功率变换器和光伏系统


[0001]本技术涉及电力电子
，尤其涉及一种功率变换器和光伏系统。

技术介绍

[0002]功率变换器，例如光伏系统中的光伏逆变器等通过功率变换开关管构成的器件，在投入使用前需要通过EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容)标准的辐射发射试验。通常情况下，功率变换器辐射发射试验无法通过的原因源自开关管及其散热器。功率变换器内部单个开关管的简化辐射发射模型可参见图1，开关管Q
’
的第一端与直流母线L
’
连接，第二端通过导热绝缘结构与散热器010连接，开关管Q
’
在控制信号Ctr
’
的控制下导通或关断。在开关管Q
’
的开关状态变化时，导热绝缘结构的寄生电容Cp
’
会耦合开关管Q
’
的dV/dt电压跳变，产生共模电流后驱动散热器010形成发射天线，因此可能直接导致辐射发射试验的超标，致使试验不通过。
[0003]现有技术中，通常通过设计共模电流回路来抑制散热器010的辐射发射。现有的设计方案如图2所示，方案所构成的共模电流回路如图3所示。具体方案为：将散热器010与功率变换器的外壳导电搭接，实现散热器010与机壳地GNDE的连接；同时设计Y电容Cy
’
连接于直流母线L
’
与机壳地GNDE之间，为共模电流提供就近返回的路径，以降低辐射发射的干扰。其中，散热器010通过紧固件041连接机壳地GNDE；Y电容Cy
’
通过引线050连接其他部件，具体的，Y电容Cy
’
的一端通过引线和紧固件042连接机壳地GNDE，另一端通过引线连接直流母线L
’
。整个共模电流回路中，开关管Q
’
的电压跳变构成噪声源V1，Y电容Cy
’
起到滤波效果。但由于紧固件041的寄生电感L41
’
、紧固件042的寄生电感L42
’
和Y电容Cy
’
引线050的寄生电感Ly
’
的存在，会导致整个共模电流回路的感抗增加，使得共模电流回路的阻抗增加，从而降低Y电容Cy
’
的滤波效果。因此，现有的功率变换器的辐射发射抑制方案的效果较差。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种功率变换器和光伏系统，以提高功率变换器的辐射发射抑制效果。
[0005]第一方面，本技术实施例提供了一种功率变换器，包括：PCB板，所述PCB板上包括开关管，所述开关管的第一端连接直流母线，所述开关管的第二端通过绝缘导热结构连接散热器；所述PCB板包括第一金属层，所述第一金属层包括地线走线；所述散热器的第一连接端与所述地线走线连接，所述散热器的第二连接端连接所述功率变换器的机壳地；
[0006]所述功率变换器还包括滤波电容，所述滤波电容的第一端与所述直流母线连接，所述滤波电容的第二端与所述地线走线连接。
[0007]可选地，所述滤波电容包括分立电容，包括电容器件、第一引线和第二引线；所述第一引线的一端连接所述电容器件的第一端，另一端连接所述直流母线；所述第二引线的一端连接所述电容器件的第二端，另一端连接所述地线走线。
[0008]可选地，所述PCB板还包括通孔，所述第二引线通过所述通孔连接所述地线走线。
[0009]可选地，所述PCB板还包括：第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层层叠设置；所述第二金属层包括连接走线，所述PCB板包括多个通孔，所述连接走线与所述地线走线通过所述多个通孔连接，所述第二引线与所述连接走线连接。
[0010]可选地，所述分立电容的容值范围为1nF
‑
10nF。
[0011]可选地，所述滤波电容包括集成电容，包括第一极板和第二极板；其中，所述第一极板和所述第二极板设置于所述PCB板中的不同金属层，且所述第一极板在所述PCB板厚度方向上的投影与所述第二极板在所述PCB板厚度方向上的投影至少部分重叠；
[0012]所述PCB板还包括：第二金属层，与所述第一金属层层叠设置；所述第二金属层包括母线走线，所述开关管的第一端通过所述母线走线连接所述直流母线；
[0013]所述第一极板与所述地线走线电连接，所述第二极板与所述母线走线电连接。
[0014]可选地，所述母线走线在所述PCB板厚度方向上的投影与所述地线走线在所述PCB板厚度方向上的投影至少部分重叠；
[0015]所述地线走线复用为所述第一极板，所述母线走线复用为所述第二极板。
[0016]可选地，所述第一金属层为所述PCB板的底层，所述第二金属层为所述PCB板的顶层；
[0017]所述散热器的第一连接端与所述第一极板焊接，所述散热器的第二连接端通过紧固件连接所述机壳地。
[0018]可选地，所述集成电容的容值范围为：100pF
‑
470pF。
[0019]第二方面，本技术实施例还提供了一种光伏系统，包括本技术任意实施例所提供的功率变换器，所述功率变换器为光伏逆变器。
[0020]本技术实施例提供的功率变换器中，通过在PCB板的第一金属层中设置地线走线，并设置散热器的第一连接端和滤波电容的第二端均与地线走线连接，实现了对开关管共模电流回路的优化。一方面，通过设置滤波电容经过地线走线和散热器接地，避免了滤波电容与机壳地之间的紧固件的使用，从而使共模电流回路中不包含与滤波电容相关的紧固件的寄生电感。另一方面，通过连接在一起的地线走线和散热器，间接实现了滤波电容的第二端与绝缘导热结构的连接(或者说共地)，使得共模路径无需经过散热器与机壳地之间的紧固件，而是直接形成滤波电容与绝缘导热结构的寄生电容之间的等效连接，即，使得共模电流回路中不包含与散热器相关的紧固件的寄生电感。因此，相比于现有技术，本技术实施例通过对PCB板结构，以及滤波电容、PCB板和散热器之间连接方式的调整，在开关管的共模电流回路中消除了散热器和滤波电容的紧固件的寄生电感的影响，通过减小共模电流回路中的感抗来减小共模电流回路的整体阻抗，从而尽可能的提升滤波电容的滤波效果，通过抑制共模电流来抑制开关管经由散热器产生的辐射发射，提高功率变换器的辐射发射抑制效果。
[0021]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需
要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是现有的一种功率变换器内部单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：PCB板，所述PCB板上包括开关管，所述开关管的第一端连接直流母线，所述开关管的第二端通过绝缘导热结构连接散热器；所述PCB板包括第一金属层，所述第一金属层包括地线走线；所述散热器的第一连接端与所述地线走线连接，所述散热器的第二连接端连接所述功率变换器的机壳地；所述功率变换器还包括滤波电容，所述滤波电容的第一端与所述直流母线连接，所述滤波电容的第二端与所述地线走线连接。2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述滤波电容包括分立电容，包括电容器件、第一引线和第二引线；所述第一引线的一端连接所述电容器件的第一端，另一端连接所述直流母线；所述第二引线的一端连接所述电容器件的第二端，另一端连接所述地线走线。3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述PCB板还包括通孔，所述第二引线通过所述通孔连接所述地线走线。4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述PCB板还包括：第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层层叠设置；所述第二金属层包括连接走线，所述PCB板包括多个通孔，所述连接走线与所述地线走线通过所述多个通孔连接，所述第二引线与所述连接走线连接。5.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述分立电容的容值范围为1nF
‑
10nF。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张拓，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：