本发明专利技术涉及一种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路及方法，包括直流源，5个开关器件和4个二极管，直流源并联连接滤波电容C1，二极管D2的阳极与直流源的正极之间串联有电感L1，二极管D1与直流源负极之间串联连接电容C2。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术提供的一种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路及方法，共模电流对并网电流的影响较小，并网电流的THD（总谐波失真）保持3%以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
非隔离的光伏逆变器由于其效率高、重量轻、体积小的优势，非常适用于小功率户型逆变器系统，但是由于省略了隔离元件，系统中可能出现较大的对地漏电流，不仅对系统的正常工作造成不利影响，更有可能对人体形成伤害，所以如何解决漏电流严重的问题是 非隔离逆变器研究的热点和难点。漏电流产生是由于平板结构的光伏电池与外壳间较大的分布电容导致的，分布电容的大小与光伏电池的生产工艺、功率等级、尺寸大小以及外部环境有关，尤其是在雨后潮湿的情况下，此时光伏系统已经正常工作，电池板表面附着的导电水膜将进一步增大电容值。一般而言，晶体娃光伏电池的寄生电容在50_150nF/kWp之间，薄膜光伏电池则可达luF/kWp，当然，薄膜光伏电池在使用时一般要求阴极接地使用。传统全桥逆变电路只有在应用双极性调制时才能使共模漏电流满足要求，使用单极性或单极性倍频调制方式都会产生严重的共模漏电流问题，无法正常工作。但是在电路中应用双极性调制，无论是在损耗特性，还是电流谐波特性上都远不如单极性调制方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，克服现有产品中使用单极性或单极性倍频调制方式都会产生严重的共模漏电流问题，无法正常工作的不足。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现 一种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路，包括直流源，5个开关器件和4个二极管，其中，直流源并联连接滤波电容Cl，二极管D2的阳极与直流源的正极之间串联有电感LI，二极管Dl与直流源负极之间串联连接电容C2 ;二极管Dl的阳极连接直流源的正极，二极管Dl的阴极连接开关器件S3的漏极，二极管D2的阴极连接二极管Dl的阴极，二极管D2的阳极连接开关器件S5的漏极，开关器件S5的源极连接直流源的负极；开关器件SI的漏极连接二极管Dl的阴极，开关器件SI的源极与开关器件S2的漏极连接于节点a，开关器件S2的源极连接直流源的负极；开关器件S3的漏极连接二极管Dl的阴极，开关器件S3的源极与开关器件S4的漏极连接节点b，开关器件S4的源极连接直流源的负极；节点a连接电感Ldma,电感Ldma的串联连接电感L·，电感Lcma连接并网，节点b连接电感Ldmb,电感Ldmb的串联连接电感LMb，电感Lanb连接并网，电感Ldma和电感Ldmb为差模电感Mdm，电感L_和电感Lcmb为共模电感Μ 。进一步的，所述开关器件SI由晶体管和二极管D3反并联组成，开关器件S3由晶体管和二极管D4反并联组成，开关器件SI晶体管的集电极连接二极管D3的阴极，开关器件SI晶体管的发射极连接二极管D3的阳极，开关器件S3晶体管的集电极连接二极管D4的阴极，开关器件S3晶体管的发射极连接ニ极管D4的阳极。进ー步的，所述直流源的负极连接电阻Rab，电阻Rab分别连接电容Ca和电容Cb，电容Ca与电容Cb并联，电容Ca连接电感L.，电容Cb连接电感Lanb。ー种抑制非隔离型逆变器共模漏电流方法，包括以下步骤 1)电感LI与开关器件S5构成升压电路，把直流源输入的电压变换到目标直流母线电压，为后面的逆变提供稳定的电压； 2)若直流源的电压大于目标母线电压，则关掉升压电路； 3)开关器件SI、开关器件S2、开关器件S3和开关器件S4构成全桥逆变，全桥逆变通过单极性调制； 4)逆变输出先经过ー个差模电感Mdm,差模电感Mdm的输出连接ー个共模电感Mm，该共模电感与电容Ca、电容Cb和电阻Rab组合。本专利技术的有益效果为本专利技术提供的ー种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路及方法，共模电流对并网电流的影响较小，并网电流的THD (总谐波失真)保持3%以下。附图说明下面根据附图对本专利技术作进ー步详细说明。图I是共模回路原理 图2是共模谐振电路简化模型； 图3是单极性调制下共模电压的基波分析； 图4是单极性调制下共模电压的高频谐波分析； 图5是共模电流抑制电路 图6是共模回路等效模型 图7是本专利技术实施例所述的ー种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路的电路图。具体实施例方式如图I所示为共模电路原理图，其中，Cpvg为光伏电池组件与地接点之间的杂散电容，与电池板安装方式、气候条件有夫，由于其远大于其他杂散元件，对漏电流起主要作用；Cag> Cbg为桥臂中点与接地点之间的电容，主要表现为模块与散热器之间的安装方式；Ra、Rb为滤波电感的等效串联阻抗，在几毫欧到几十毫欧之间为系统接地点与实际大地间的连接阻抗，一般为I QlO Q。谐振模型可进ー步简化如图2所示，其中，R为所有线路阻抗和接地阻抗的综合，Cp为电池板对地分布电容。首先对模型中的共模电源进行分析，单极性调制方式下，对共模电压进行FFT (快速傅里叶变换)分析，如图3所示，由于共模电压的正负半周对称，所以基波为100Hz，并含有很大的直流成分；如图4所示，高频分析显示，共模电压主要成分集中在开关频率次的整数倍及其附近，其他频率下的成分很小。对谐振模型进行频域分析，电路的传递函数和谐振频率如式(I)、(2)所示= i^--(I) び』S2LCp^RCp+!乂 2:4LCp⑵ 当参数变化时，影响共模漏电流大小的因素主要有直流电压、开关频率、分布电容、滤波电感、回路电阻，其中直流电压一般集中在350V 400V之间，变化范围不大，对共模电流的大小不起决定作用。而对于其它几个方面有如下情况 1)共模电压的频率越接近电路的谐振点时，所激发的共模电流越大，此时共模回路的阻抗表现为回路电阻； 2)分布电容和滤波电感共同决定线路的谐振频率，谐振频率随二者的增大而减小，其中分布电容决定低频段的线路增益，分布电容越小，低频段对共模电流的抑制能力越强；滤波电感决定高频段的线路增益，滤波电感越大，高频段对共模电流的抑制能力越强； 3)开关频率决定共模电压的频谱分布，在开关频率的整数倍及其附近具有较大的共模电压分量，共模电流最严重的情况是当线路谐振频率正好与开关频率整数倍点重合；· 4)回路电阻对谐振电流具有明显的抑制作用，回路电阻越大，谐振点激发的共模电流越小，但是受并网系统对线路阻抗及接地电阻的要求，为减小损耗和安全接地考虑，回路电阻一般较小，光伏并网系统标准规定光伏阵列接地电阻不大于10 Ω。因此，要使线路中的共模漏电流尽量小，需要让线路的谐振点频率尽量远离开关频率整数倍次，并加强共模电流的抑制能力。其中，开关频率一般根据线路的功率回路特性选择，且集中在数kHz附近，如系统设计为16kHz。同时，线路的对地寄生电容并不固定，电容值分布在10nF/kWp 150nF/kWp，若不加以控制，系统的谐振频率一般集中在IOkHz到IOOkHz之间，而这个频率范围包含着开关频率的低10次倍数，也即共模电压分布最大的频率段，随着对地寄生电容的变化，系统的谐振频率总会与开关频率的低次倍次重合，此时将激发很大的共模电流。若设定仿真参数为L=1. 5mH, Cp=64nF, fr =16. 24kHz，此时，对地漏电流峰值将达到10A，且主要部分集中在谐振频率点处。为了限制谐振频率的变化范围，我们只有在共模回路中主动的加入电容使其与电池板对地分布电容并联，且前者的容值要远大于后者，以减小分布电容对谐振频率的影响，显然这个方案是可行的，而这时，共模回路中的电流必将大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路，其包括直流源、5个开关器件和4个二极管，其特征在于：所述直流源并联连接滤波电容（C1），二极管（D2）的阳极与直流源的正极之间串联有电感（L1），二极管（D1）与直流源负极之间串联连接电容（C2）；二极管（D1）的阳极连接直流源的正极，二极管（D1）的阴极连接开关器件（S3）的漏极，二极管（D2）的阴极连接二极管（D1）的阴极，二极管（D2）的阳极连接开关器件（S5）的漏极，开关器件（S5）的源极连接直流源的负极；开关器件（S1）的漏极连接二极管（D1）的阴极，开关器件（S1）的源极与开关器件（S2）的漏极连接于节点（a），开关器件（S2）的源极连接直流源的负极；开关器件（S3）的漏极连接二极管（D1）的阴极，开关器件（S3）的源极与开关器件（S4）的漏极连接节点（b），开关器件（S4）的源极连接直流源的负极；节点（a）连接电感（Ldma），电感（Ldma）串联连接电感（Lcma），电感（Lcma）连接并网；节点（b）连接电感（Ldmb），电感（Ldmb）串联连接电感（Lcmb），电感（Lcmb）连接并网，电感（Ldma）和电感（Ldmb）为差模电感（Mdm），电感（Lcma）和电感（Lcmb）为共模电感（Mcm）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，
申请(专利权)人：北京京仪绿能电力系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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