一种非隔离光伏并网逆变器制造技术

本实用新型专利技术提供一种高效、低漏电流的非隔离型光伏并网逆变器，包括分压电容支路（1）、箝位支路（2）、全桥基本单元（3）和续流支路（4）。本实用新型专利技术在全桥电路的基础上加入两支可控开关管和分压电容构成双向箝位支路和加入两支可控开关管构成零电平续流支路，并配合开关时序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，从而消除非隔离并网逆变器的漏电流；并保证了功率传输阶段输出电流仅流经两支开关管，使得导通损耗最低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种非隔离光伏并网逆变器
本技术涉及一种非隔离光伏并网逆变器，属并网逆变器拓扑

技术介绍
非隔离型光伏并网逆变器拥有效率高、体积小、重量轻和成本低等优势。但由于电池板对地寄生电容的存在，使得并网逆变器开关器件的开关动作可能产生高频时变电压作用在寄生电容之上，由此诱发的漏电流可能超出允许范围。高频漏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。单极性SPWM全桥并网逆变器的差模特性优良，如输入直流电压利用率高和滤波电感电流脉动量小等受到广泛关注。但同时产生了开关频率脉动的共模电压(其幅值为输入直流电压)，使得在光伏并网应用场合需要加入变压器隔离(低频或高频)，但高频脉动的共模电压对变压器的绝缘强度构成威胁，进一步增加了制作成本。为了去掉单极性SPWM 全桥并网逆变器中的隔离变压器，专利EP1369985A2提出在全桥电路的桥臂中点间(交流侧)加入双向可控开关组构造新的续流回路；专利US 7411802B2仅在电池侧正端引入一支高频开关，同样可以实现续流阶段太阳能电池端与电网脱离。但根据全桥电路高频共模等效模型，为了消除单极性SPWM调制产生的高频共模电压，必须使续流阶段的续流回路电位箝位在太阳能电池输入电压的一半，这样才能使共模电压完全消除，而并非简单的使电池板与电网脱离。专利CN101814856A(已完成实质性审查和修回，待批准)在专利US 7411802B2的基础上加入箝位支路可将续流阶段的续流回路电位箝位在太阳能电池输入电压的一半，大幅降低开关频率漏电流，单由于引入的单向开关引起了漏电流正负半周不对程，增加了均压电容平衡电路的负担，另外，与专利US 7411802B2 一样，在功率传输阶段电流需要流经三只功率管，增加了导通损耗。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种非隔离光伏并网逆变器。为实现上述目的，本技术所述非隔离光伏并网逆变器可采用如下三种技术方技术方案一—种非隔离光伏并网逆变器，包括分压电容支路、箝位支路、全桥基本单元和续流支路；分压电容支路由第一分压电容Cdca、第二分压电容Ctk2组成；箝位支路包括第七功率开关管S7、第八功率开关管S8组成；全桥基本单元由第一功率开关管S1、第二功率开关管 S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4组成；箝位支路由第五功率开关管S5、第六功率开关管S6组成。其中第一分压电容Cdel的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1 和第三功率开关管S3的集电极；第一分压电容Cdca的负端分别连接第二分压电容Cde2的正端、第八功率开关管S8的集电极；第二分压电容Ctk2的负端分别连接太阳能电池负输出端、 第二功率开关管S2的发射极、第四功率开关管S4的发射极。第一功率开关管S1的发射极分别连接第二功率开关管S2的集电极、第五功率开关管S5的集电极以及进网滤波器L1的一端。第三功率开关管S3的发射极分别连接第四功率开关管S4的集电极、第六功率开关管S6的集电极以及进网滤波器L2的一端。第五功率开关管S5的发射极分别连接第六功率开关管S6的发射极、第七功率开关管S7的集电极。第七功率开关管S7的发射极连接第八功率开关管S8的发射极。技术方案二一种非隔离光伏并网逆变器，包括分压电容支路、箝位支路、全桥基本单元和续流支路；分压电容支路由第一分压电容Cdca、第二分压电容Ctk2组成；箝位支路包括第七功率开关管S7、第八功率开关管S8组成；全桥基本单元由第一功率开关管S1、第二功率开关管 S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4组成；箝位支路由第五功率开关管S5、第六功率开关管S6组成。其中第一分压电容Cdel的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1 和第三功率开关管S3的集电极；第一分压电容Cdca的负端分别连接第二分压电容Cde2的正端、第八功率开关管S8的集电极；第二分压电容Ctk2的负端分别连接太阳能电池负输出端、 第二功率开关管S2的发射极、第四功率开关管S4的发射极。第一功率开关管S1的发射极分别连接第二功率开关管S2的集电极、第五功率开关管S5的集电极、第七功率开关管S7的集电极以及进网滤波器L1的一端。第三功率开关管S3的发射极分别连接第四功率开关管S4的集电极、第六功率开关管S6的集电极以及进网滤波器L2的一端。第五功率开关管S5的发射极分别连接第六功率开关管S6的发射极第七功率开关管S7的发射极连接第八功率开关管S8的发射极。技术方案三一种非隔离光伏并网逆变器，包括分压电容支路、箝位支路、全桥基本单元和续流支路；分压电容支路由第一分压电容Cdca、第二分压电容Ctk2组成；箝位支路包括第七功率开关管S7、第八功率开关管S8组成；全桥基本单元由第一功率开关管S1、第二功率开关管 S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4组成；箝位支路由第五功率开关管S5、第六功率开关管S6组成。其中第一分压电容Cdca的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1 和第三功率开关管S3的集电极；第一分压电容Cdca的负端分别连接第二分压电容Cde2的正端、第八功率开关管S8的集电极；第二分压电容Ctk2的负端分别连接太阳能电池负输出端、 第二功率开关管S2的发射极、第四功率开关管S4的发射极。第一功率开关管S1的发射极分别连接第二功率开关管S2的集电极、第五功率开关管S5的集电极以及进网滤波器L1的一端。第三功率开关管S3的发射极分别连接第四功率开关管S4的集电极、第六功率开关管S6的集电极、第七功率开关管S7的集电极以及进网滤波器L2的一端。第五功率开关管S5的发射极分别连接第六功率开关管S6的发射极。第七功率开关管S7的发射极连接第八功率开关管S8的发射极。上述三种非隔离光伏并网逆变器本的开关控制时序相同，具体过程如下将第一功率开关管S1和第四功率开关管S4在进网电流正半周按单极性SPWM方式高频动作，负半周关断；将第二功率开关管S2和第三功率开关管S3在进网电流负半周按单极性SPWM方式高频动作，正半周关断；将第五功率开关管S5在进网电流负半周开通，正半周关断；将第六功率开关管S6在进网电流正半周开通，负半周关断；将第七功率开关管S7和第八功率开关管S8在进网电流正半周的驱动信号与第一功率开关管S1的驱动信号互补，并加入死区时间；在进网电流负半周的驱动信号与第二功率开关管S2的驱动信号互补，并加入死区时间；本技术在全桥电路的基础上在桥臂输出侧加入两支可控开关管提供续流回路和在直流侧加入两支可控开关管和分压电容构成双向箝位支路，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两支开关管，有效降低了导通损耗。另外，箝位支路的加入使得交直流侧引入的高频开关的电压应力仅为输入电池电压的一半。附图说明图I (a)是本技术主电路技术方案一的电路图。在本技术方案中，是箝位支路的一端接与续流支路的中点。图I (b)本技术主电路技术方案二的电路图。在本技术方案中，箝位支路的一端接与续流支路侧边。图1(c)是本技术主电路技术方案三的电路图。在本技术方案中，箱位支路的一端接与续流支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华锋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：