一种非隔离型逆变器及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种非隔离型逆变器及其控制方法，其中非隔离型逆变器包括一直流输入端、电容、第一桥臂单元、第二桥臂单元和一交流输出端电容与直流输入端并联；第一桥臂单元的上端和第二桥臂单元的上端与电容的第一端口连接，第一桥臂单元的下端和第二桥臂单元的下端与电容第二端口连接。第一桥臂单元包括两个开关管，该两个开关管同向串联连接，该两个开关管的连接处用于与所述交流输出端第一端口连接；通过本发明专利技术提供的控制方法控制第一桥臂单元的两个开关管分别在负载电流正半周期和负半周期导通，利用开关管的箝位作用，使得逆变器对地的寄生电容上没有高频电压，使本发明专利技术抑制了逆变器漏电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有源逆变器
，涉及一种逆变器，尤其涉及一种非隔离型逆变 器及控制方法。
技术介绍
逆变器是通过功率半导体器件(例如SCR、GT0, GTR、IGBT或者功率M0SFET)的开 通和关断作用把直流电能转换为交流电能的一种电能变换技术。光伏并网系统中常采用带工频或高频变压器的隔离型光伏并网逆变器，这样确保 了电网和光伏系统之间的电气隔离，从而提供人身保护并避免了光伏系统和地之间的共模 电流。然而，若采用工频变压器，其体积大、重量重且价格昂贵；若采用高频变压器，功率变 换电路将被分成数级，使得控制复杂化，同时降低了系统效率。为了克服上述有变压器的隔离型并网系统的不足，对无变压器的非隔离型逆变器 进行了研究。无变压器的非隔离型单相光伏并网逆变器具有体积小、效率高、价格低的特 点，其中最突出的优点是能够将整个系统的效率提高到97 98%，无变压器器拓扑的这个 特点对于发电成本较高的光伏并网系统来说具有很大的吸引力，所以在小功率光伏并网系 统中无变压器的拓扑被广泛应用。然而，在无变压器的非隔离型光伏并网系统中，电网和光 伏阵列之间存在电气连接。由于光伏阵列和地之间存在寄生电容，会产生共模电流(即漏电 流)，这便增加了电磁辐射和安全隐患。因此，采用无变压器拓扑结构的光伏并网逆变器必 须妥善解决的一个问题就是如何消除寄生电容形成的回路中所产生的共模电路。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中非隔离型逆变器不能有效抑制共 模电流的不足，提供一种非隔离型并网逆变器及其控制方法，以更好地抑制非隔离型并网 逆变器电路中共模电流的产生。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是该非隔离型并网逆变器及其控制方法， 包括一直流输入端、一电容、一第一桥臂单兀、一第二桥臂单兀和一交流输出端；所述电 容与所述直流输入端并联；所述第一桥臂单元的上端和所述第二桥臂单元的上端与所述电 容的第一端口连接，所述第一桥臂单元的下端和所述第二桥臂单元的下端与所述电容第二 端口连接；所述第一桥臂单元包括两个开关管，所述两个开关管同向串联连接，所述两个开关管 的连接处用于与所述交流输出端的第一端口连接，其中，在负载电流正半周期，可以使所 述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管关断；在负载电流负半周期，可以使 所述第一桥臂单元的上管开通，所述第一桥臂单元的下管关断，用以抑制漏电流。所述第二桥臂单元包括两个开关管和一电感，该两个开关管同向串联连接，连接 处与所述电感第一端口连接，所述电感的第二端口用于与所述交流输出端的第二端口连 接。所述第二桥臂单元还可以为至少两个，所述第二桥臂单元以并联方式连接。并且 各所述第二桥臂单元包括两个开关单元和一电感，所述二开关单元同向串联连接，其连接 处与所述电感第一端口连接，所述电感的第二端口和所述交流输出端的第二端口连接各所 述开关单元为一开关管或一二极管，其中所述开关单元至少一者为所述开关管。所述第二桥臂单元数目为两个，其中一所述第二桥臂单元的上管为所述开关管， 下管为所述二极管，另一所述第二桥臂单元的上管为所述二极管，下管为所述开关管，该两 个所述第二桥臂单元并联连接。所述的任一一种非隔离型逆变器还包括一控制电路，所述控制电路接受所述输入 端电压信号、所述输出端电压信号以及所述电感电流信号，输出所述开关管开通或者关断 的控制信号。所述控制电路可以通过一数字信号处理器实现。所述控制电路中实现了输出电感的临界电流控制方法。所述开关管可以通过绝缘栅双极晶体管和快恢复二极管并联组成。本专利技术还提供了 一种非隔离型器控制方法，提供一所述非隔离型逆变器，其中所述非隔离型逆变器包括一直流输入端、一电容、一 第一桥臂单元、一第二桥臂单元和一交流输出端，所述电容与所述直流输入端并联，所述 第一桥臂单元的上端和所述第二桥臂单元的上端与所述电容的第一端口连接，所述第一桥 臂单元的下端和所述第二桥臂单元的下端与所述电容第二端口连接，所述第一桥臂单元 包括两个开关管，所述两个开关管同向串联连接，所述两个开关管的连接处用于与所述交 流输出端的第一端口连接；在负载电流正半周期时，使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管 关断；以及在负载电流负半周期时，使所述第一桥臂单元的上管开通，所述第一桥臂单元的下管 关断，用以抑制漏电流的发生。当所述第二桥臂单元包括两个开关管和一电感，所述第二桥臂单元的二开关单元 同向串联连接，其连接处与所述电感第一端口连接，所述电感的第二端口和所述交流输出 端的第二端口连；在负载电流正半周期时，使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂 单元的上管关断，所述第二桥臂单元的上管开通，所述第二桥臂单元的下管关断，藉以使所 述电感电流上升；或者使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管关断，所 述第二桥臂单元的上管关断，所述第二桥臂单元的下管开通，藉以使所述电感电流下降。在 负载电流负半周期时，使所述第一桥臂单元的下管关断，所述第一桥臂单元的上管开通，所 述第二桥臂单元的上管关断，所述第二桥臂单元的下管开通，藉以使所述电感电流上升；或 者使所述第一桥臂单元的下管关断，所述第一桥臂单元的上管开通，所述第二桥臂单元的 上管开通，所述第二桥臂单元的下管关断，藉以使所述电感电流下降。当所述非隔离型逆变器，包括至少两个第二桥臂单元，且各所述第二桥臂单元包 括一开关管、一二极管和一电感，各所述第二桥臂单元的开关管以及二极管同向串联连接， 其连接处与各所述电感第一端口连接，各所述电感的第二端口和所述交流输出端的第二端 口连接，其中一所述第二桥臂单元的上管为所述开关管，下管为所述二极管，另一所述第二 桥臂单元的上管为所述二极管，下管为所述开关管，两个所述第二桥臂单元并联连接；在负 载电流正半周期时，使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管关断，所述第一个第一桥臂单元的上管开通，所述第二个第二桥臂单元的下管关断，藉以使所述第一 个第二桥臂单元的电感电流上升；或者使所述第一个第二桥臂单元的上管关断，藉以使所 述第一个第二桥臂单元的电感电流通过所述第一个第二桥臂单元二极管续流。在负载电流 负半周期，使所述第一桥臂单元的下管关断，所述第一桥臂单元的上管开通，所述第一个第 二桥臂单元的上管关断，所述第二个第二桥臂单元的下管开通，藉以使所述电感电流上升； 或者使所述第二个第二桥臂单元的下管关断，藉以使所述第二个第二桥臂单元电感电流通 过所述第二个第二桥臂单元二极管续流。附图说明图1是本专利技术实施例一的结构图。图2 (a)至图2 (d)是本专利技术实施例一在不同工作模式时电流回路示意图。图3是本专利技术实施例一中电感的电流波形以及开关管的驱动波形。图4是本专利技术实施例二的结构图。图5是本专利技术实施例三的结构图。图6是本专利技术实施例四的结构图。图7 (a)至图7 (d)是本专利技术实施例五在不同工作模式时电流回路示意图。图8是本专利技术实施例五的结构图。具体实施方式图1中的逆变器有一输入端，接受直流输入Vin ;有一输出端,为负载提供交流电 Vout。本实施例中的逆变器使用了电容C、开关器件SI和S2组成的第一桥臂单元101、开 关器件S3、S4、电感L组成的第二桥臂单元102。第一桥臂单元101和第二桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非隔离型逆变器，包括一直流输入端、一电容、一第一桥臂单元、一第二桥臂单元和一交流输出端，其特征在于：所述电容与所述直流输入端并联；所述第一桥臂单元的上端和所述第二桥臂单元的上端与所述电容的第一端口连接，所述第一桥臂单元的下端和所述第二桥臂单元的下端与所述电容第二端口连接；所述第一桥臂单元包括两个开关管，所述两个开关管同向串联连接，所述两个开关管的连接处用于与所述交流输出端的第一端口连接,其中,在负载电流正半周期，可以使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管关断；在负载电流负半周期，可以使所述第一桥臂单元的上管开通，所述第一桥臂单元的下管关断，用以抑制漏電流的發生。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明，王川云，
申请(专利权)人：南京博兰得电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：