一種新型h6單相非隔離并網逆變器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電力電子功率變換領域，尤其設及一種新型冊單相非隔離并網 逆變器。 技術背景
[0002] 近年來，由于國家政策的支持，并網逆變器得到了長足的發(fā)展，從微型逆變器到單 相小功率逆變器再到=相中大功率逆變器，衍生出的各種新型拓撲。拓撲結構的性能對整 個系統(tǒng)的發(fā)電效率起到關鍵作用，而且大大影響整個系統(tǒng)使用的可靠性和生產成本。在保 證低漏電流的基礎上提高效率是研究新型拓撲的核屯、目標。帶輸出變壓器的隔離型是并網 逆變器中最常見的結構之一，也是目前市場上使用最多的并網逆變器。該變壓器同時完成 電壓匹配W及隔離功能。由于變壓器的隔離作用：一方面，可W保護人身安全，另一方面，保 證了系統(tǒng)不會向電網注入直流分量，有效地防止配電變壓器的飽和。但是變壓器增加了整 個系統(tǒng)的體積、重量和成本。非隔離型并網逆變器W其效率高、體積小、成本低的優(yōu)勢，已經 在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中占據主流。但是，非隔離型并網逆變器因為沒有隔離變壓器，從而 帶來漏電流問題。漏電流本質為共模電流，而運一寄生電容會與逆變器輸出濾波元件W及 電網阻抗組成共模諧振電路，逆變器的功率開關動作時會引起寄生電容上的電壓即共模電 壓Ucm的變化，變化的共模電壓能夠激勵運個諧振電路從而產生共模電流Icm。共模電流的 出現，會增加系統(tǒng)的傳導損耗，降低了電磁兼容性并產生安全問題。而且，對地漏電流太大 還會造成交流濾波器的飽和，降低濾波效果，同時也可能造成并網逆變器的損壞。為保證安 全，VDE0126-1-1標準對并網系統(tǒng)的共模電流作出嚴格規(guī)定。為抑制非隔離型并網逆變器 的漏電流，應盡量使共模電壓Ucm變化減小。如果能保證共模電壓Ucm為一恒值，則能夠在 原理上消除共模電流Icm。
[0003] 傳統(tǒng)的H4型逆變器在單極性調制方式下不能抑制漏電流，雙極性調制方式下，雖 然能夠有效地抑制漏電流，但是所有的開關器件都工作在高頻狀態(tài)下，增加了開關損耗，而 且雙極性調制時其逆變輸出的紋波電流幅值較大。為了提高并網逆變器的效率、可靠性、供 電質量等性能，各類拓撲結構被相繼提出并被廣泛應用，其中最具代表性的有冊和冊拓 撲。德國SM公司實用新型的五開關化5)型拓撲，能夠有效地解決漏電流問題，其最高效 率達到98. 1 %。相關文獻提出的冊型拓撲，能夠有效的抑制漏電流，二極管采用快恢復型 二極管，大幅降低二極管反向恢復損耗，但是續(xù)流階段電流仍流經二極管，導通損耗仍然較 大，尤其是在大電流的情況下。 【實用新型內容】
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提出的一種新型冊單相非隔離并網逆變器 在減少二極管數量和提高共模電流抑制能力的基礎上能有效提高逆變器的效率，具體技術 方案如下：
[0005] 一種新型冊單相非隔離并網逆變器，由六個開關管S1-S6、濾波模塊W及調制電 路模塊組成；
[0006] 其中，開關管SI的漏極和開關管S2的漏極相連并連接至直流側正端，開關管SI 的源極和S2的源極相連并分別與開關管S5的漏極、開關管S6的漏極連接，開關管S5的源 極和S6的源極相連并分別與開關管S3的漏極、開關管S4的漏極連接，開關管S3的源極和 開關管S4的源極相連并連接至直流側負端；
[0007] 所述濾波模塊主要包括兩個電感Ll和L2,所述電感Ll一端連接開關管S5的源 極，一端連接交流側；所述電感L2 -端連接開關管S4的漏極，一端連接交流側；
[0008] 所述調制電路模塊為DSP控制器，開關管S1、S4的柵極接到由正弦波和=角波比 較得出的驅動信號輸出端；開關管S2、S3的柵極接到由相位相差180°的正弦波和上述同 一個=角波比較得出的驅動信號輸出端；開關管S5柵極接到在交流側正半周為1，負半周 由開關管S2、S3驅動信號經過非運算得到的驅動信號輸出端；開關管S6的柵極接到在交流 側正半周由開關管S1、S4驅動信號經過非運算得到，負半周恒為1的驅動信號輸出端；
[0009] 本實用新型的逆變器在每個正弦周期內存在四種工作模態(tài)：
[0010] 工作模態(tài)1 :交流側電壓正半周時，開關管S5-直通，S2、S3常斷，W相同驅動信號 驅動S1、S4高頻開關。S1、S4導通時，并網電流經S1、S5、濾波電感11、電網、濾波電感L2、 S4構成回路向電網供電。橋臂輸出電壓為二+UDC。
[0011] 工作模態(tài)2 :S1、S4關斷，S2、S3常斷，S5導通，S6高頻開關，當S6導通時，并網電 流經過S5、濾波電感11、電網、濾波電感L2、S6構成續(xù)流回路，此時電網與直流側脫離。橋 臂輸出電壓為Uab= 0。
[0012] 工作模態(tài)3:交流側電壓負半周時，開關管S6-直導通，S1、S4常斷，W相同信號驅 動S2、S3高頻開關。S2、S3導通時，輸入電流經過S2、S6、濾波電感L2、電網、濾波電感Ll、 S3構成回路向電網側供電。橋臂輸出電壓為Uab=-UDC。
[0013] 工作模態(tài)4:S1、S4關斷，S2、S3關斷，S6 -直導通、S5高頻開關，當S5導通時，電 流經過S5、S6、濾波電感L2、電網、濾波電感Ll構成續(xù)流回路，此時電網與直流側脫離。橋 臂輸出電壓二0。
[0014] 交流側電壓正半周，工作模態(tài)1中，S1、S5導通，橋臂輸出A點對直流母線負 端N的電壓Uw=UDC，S4導通，橋臂輸出B點對直流母線負端N的電壓U?= 0,所W
[0015] 工作模態(tài)2中，S1、S3關斷，此時利用關斷的S1、S3開關管結電容實現均壓，橋 臂輸出A點對直流母線負端N的電壓Uw= 0.抓DC，S2、S4關斷，此時利用關斷的S2、S4開 關管結電容實現均壓，橋臂輸出B點對直流母線負端N電壓Uew= 0.抓D。，所W共模電壓為
[0016] 交流側電壓負半周的分析與正半周類似，不再詳述。有上述分析可得共模電壓Ucm =0. 5Ud。，保持恒定，據此可得漏電流Itm= 0。原理上滿足抑制漏電流的設計原則。
[0017] 進一步的，所述開關管S1-S6采用N溝道增強型MOS陽T，運是出于對關閉或導通器 件所需電壓的考慮。
[0018] 進一步的，所述開關管S1-S6的漏極和源極都連接一個續(xù)流二極管，所述開關管 的源極接二極管的正極，所述開關管的漏極接二極管的負極，所述續(xù)流二極管用于提高開 關速度，維持續(xù)流，防止關閉電源時反向擊穿。
[0019]