專利名稱：非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，屬于電力電子變換器技術領域，尤其涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電。
背景技術：
非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器擁有效率高、體積小、重量輕和成本低等絕對優(yōu)勢。但由于光伏電池板對地寄生電容的存在，使得并網(wǎng)逆變器開關器件的開關動作可能產生高頻時變電壓作用在寄生電容之上，由此產生的漏電流可能超出允許范圍。高頻漏電流的產生還會帶來傳導和輻射干擾、進網(wǎng)電流諧波及損耗的增加，甚至危及設備和人員的安全。單極性SPWM全橋并網(wǎng)逆變器的差模特性優(yōu)良，如輸入直流電壓利用率高和濾波電感電流脈動量小等受到廣泛關注。但同時產生了開關頻率脈動的共模電壓(其幅值為輸 入直流電壓)，使得在光伏并網(wǎng)應用場合需要加入變壓器隔離(低頻或高頻)，但高頻脈動的共模電壓對變壓器的絕緣強度構成威脅，進一步增加了制作成本。雙極性SPWM全橋并網(wǎng)逆變器共模電壓基本恒定，始終等于光伏電池輸入電壓的二分之一，幾乎不會產生共模漏電流。然而與單極性SPWM相比，雙極性SPWM存在明顯不足開關損耗和交流濾波電感損耗均是單極性SPWM的兩倍，影響了系統(tǒng)的效率。因此，研究非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的目的之一就是如何構成新的續(xù)流回路，使得變換器同時具有低漏電流和高變換效率的優(yōu)良性能。專利EP 1369985 A2提出在全橋電路的橋臂中點間(交流側)加入雙向可控開關組構造新的續(xù)流回路；專利US 7411802 B2僅在光伏電池側正端引入一支高頻開關，同樣可以實現(xiàn)續(xù)流階段太陽能電池端與電網(wǎng)脫離，但電流通路始終存在三個開關器件，通態(tài)損耗大。且根據(jù)全橋電路高頻共模等效模型，為了消除單極性SPWM調制產生的高頻共模電壓，必須使續(xù)流階段的續(xù)流回路電位箝位在光伏電池輸入電壓的一半，這樣才能使共模電壓完全消除，而并非簡單的使光伏電池板與電網(wǎng)脫離。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供一種具有較高變換效率的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器。本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術方案
一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括輸入電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
輸入電容的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第一功率開關管的漏極、第六功率開關管的漏極，輸入電容的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第三功率開關管的源極、第五功率開關管的源極；第一功率開關管的源極分別連接第二功率開關管的集電極、第四功率開關管的集電極；第二功率開關管的發(fā)射極分別連接第三功率開關管的漏極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的發(fā)射極分別連接第五功率開關管的漏極、第六功率開關管的源極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端?！N非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括輸入電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管； 進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
輸入電容的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第一功率開關管的漏極、第六功率開關管的漏極，輸入電容的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第三功率開關管的源極、第五功率開關管的源極；第一功率開關管的源極分別連接第二功率開關管的集電極、第四功率開關管的集電極；第二功率開關管的發(fā)射極分別連接第三功率開關管的漏極、第六功率開關管的源極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的發(fā)射極分別連接第五功率開關管的漏極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括輸入電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
輸入電容的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第二功率開關管的漏極、第四功率開關管的漏極，輸入電容的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第一功率開關管的源極、第六功率開關管的源極，第一功率開關管的漏極分別連接第三功率開關管的發(fā)射極、第五功率開關管的發(fā)射極，第二功率開關管的源極分別連接第三功率開關管的集電極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的源極分別連接第五功率開關管的集電極、第六功率開關管的漏極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括輸入電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
輸入電容的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第二功率開關管的漏極、第四功率開關管的漏極，輸入電容的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第一功率開關管的源極、第六功率開關管的源極，第一功率開關管的漏極分別連接第三功率開關管的發(fā)射極、第五功率開關管的發(fā)射極，第二功率開關管的源極分別連接第三功率開關管的集電極、第六功率開關管的漏極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的源極分別連接第五功率開關管的集電極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接； 輸入電容支路包括第一輸入分壓電容、第二輸入分壓電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管、第七功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
第一輸入分壓電容的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第一功率開關管的漏極、第七功率開關管的漏極，第一輸入分壓電容的負端分別連接第二輸入分壓電容的正端、第六功率開關管的源極，第二分壓電容的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第三功率開關管的源極、第五功率開關管的源極，第一功率開關管的源極分別連接第二功率開關管的集電極、第四功率開關管的集電極、第六功率開關管的漏極，第二功率開關管的發(fā)射極分別連接第三功率開關管的漏極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的發(fā)射極分別連接第五功率開關管的漏極、第七功率開關管的源極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括第一輸入分壓電容、第二輸入分壓電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管、第七功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
第一輸入分壓電容的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第一功率開關管的漏極、第七功率開關管的漏極，第一輸入分壓電容的負端分別連接第二輸入分壓電容的正端、第六功率開關管的源極，第二分壓電容的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第三功率開關管的源極、第五功率開關管的源極，第一功率開關管的源極分別連接第二功率開關管的集電極、第四功率開關管的集電極、第六功率開關管的漏極，第二功率開關管的發(fā)射極分別連接第三功率開關管的漏極、第七功率開關管的源極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的發(fā)射極分別連接第五功率開關管的漏極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括第一輸入分壓電容、第二輸入分壓電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管、第七功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
第一輸入分壓電容的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第三功率開關管的漏極、第五功率開關管的漏極，第一輸入分壓電容的負端分別連接第二輸入分壓電容的正端、第 六功率開關管的漏極，第二輸入分壓電容的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第一功率開關管的源極、第七功率開關管的源極，第一功率開關管的漏極分別連接第二功率開關管的發(fā)射極、第四功率開關管的發(fā)射極、第六功率開關管的源極，第二功率開關管的集電極分別連接第三功率開關管的源極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的集電極分別連接第五功率開關管的源極、第七功率開關管的漏極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路、全橋開關單元以及進網(wǎng)濾波器支路；其中輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路依次連接；
輸入電容支路包括第一輸入分壓電容、第二輸入分壓電容；
全橋開關單元包括第一功率開關管、第二功率開關管、第三功率開關管、第四功率開關管、第五功率開關管、第六功率開關管、第七功率開關管；
進網(wǎng)濾波器支路包括第一濾波電感、第二濾波電感、濾波電容；
第一輸入分壓電容的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第三功率開關管的漏極、 第五功率開關管的漏極，第一輸入分壓電容的負端分別連接第二輸入分壓電容的正端、第六功率開關管的漏極，第二輸入分壓電容的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第一功率開關管的源極、第七功率開關管的源極，第一功率開關管的漏極分別連接第二功率開關管的發(fā)射極、第四功率開關管的發(fā)射極、第六功率開關管的源極，第二功率開關管的集電極分別連接第三功率開關管的源極、第七功率開關管的漏極、第一濾波電感的一端，第四功率開關管的集電極分別連接第五功率開關管的源極、第二濾波電感的一端，第一濾波電感的另一端分別連接濾波電容的一端、電網(wǎng)的一端，第二濾波電感的另一端分別連接濾波電容的另一端、電網(wǎng)的另一端。本發(fā)明采用上述技術方案，具有以下有益效果
(1)在全橋電路的基礎上加入輔助開關，實現(xiàn)續(xù)流階段時續(xù)流回路電位處于或近似處于二分之一的電池電壓；
(2)減少了電流通路開關管數(shù)量，從而降低了通態(tài)損耗，提高了變換效率。


圖I是本發(fā)明的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的電路結構 圖2是本發(fā)明的六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一；
圖3是本發(fā)明的六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例二；
圖4是本發(fā)明的六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例三；
圖5是本發(fā)明的六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例四；
圖6是本發(fā)明的六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器實施例一的驅動原理波形；
圖7是本發(fā)明的六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器實施例一的各開關模態(tài)等效電路圖。
圖8是本發(fā)明的七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一；
圖9是本發(fā)明的七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例二；
圖10是本發(fā)明的七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例三；
圖11是本發(fā)明的七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例四；
圖12是本發(fā)明的七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器實施例一的驅動原理波形；
圖13是本發(fā)明的七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器實施例一的各開關模態(tài)等效電路圖。圖中符號說明
^pv—光伏電池電壓，I一輸入電容支路，2 —改進全橋開關單元，3—進網(wǎng)濾波器支路，Vg一電網(wǎng)，Cic一輸入電容，Cicl, Cic2一第一、第二分壓電容，S1Y7—第一 第七功率開關管，L1^L2一第一、第二濾波電感，f。一濾波電容，Ve一調制號，Kst一二角載波號，Kgsl Fgs7一第一 第七功率開關管的驅動電壓， 一時間。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目標與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。附圖2是六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一，其電路組成是由輸入電容G。，第一至第六功率開關管^廣，第一、第二濾波電感和濾波電容C0構成。其中，輸入電容Cd。的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第一功率開關管兄的漏極、第六功率開關管5；的漏極，輸入電容Cd。的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第三功率開關管A的源極、第五功率開關管&的源極；第一功率開關管&的源極分別連接第二功率開關管的集電極、第四功率開關管S4的集電極；第二功率開關管S2的發(fā)射極分別連接第三功率開關管A的漏極、第一濾波電感&的一端，第四功率開關管S4的發(fā)射極分別連接第五功率開關管S5的漏極、第六功率開關管5；的源極、第二濾波電感匕的一端，第一濾波電感Z1的另一端分別連接濾波電容C。的一端、電網(wǎng)％的一端，第二濾波電感乙的另一端分別連接濾波電容C。的另一端、電網(wǎng)&的另一端。附圖3是六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例二，其電路組成與附圖2所示實施例一相同，但第六功率開關管5；的源極分別連接第二功率開關管S2的發(fā)射極、功率開關管的漏極、第一濾波電感&的一端。附圖4是六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例三，其電路組成與附圖2所示實施例一相同，但其電路連接關系是，輸入電容G。的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第二功率開關管S2的漏極、第四功率開關管S4的漏極，輸入電容G。的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第一功率開關管兄的源極、第六功率開關管5；的源極，第一功率開關管的漏極分別連接第三功率開關管的發(fā)射極、第五功率開關管S5的發(fā)射極,第二功率開關管的源極分別連接第三功率開關管&的集電極、第一濾波電感乙的一端，第四功率開關管的源極分別連接第五功率開關管&的集電極、第六功率開關管5；的漏極、第二濾波電感Z2的一端，第一濾波電感乙的另一端分別連接濾波電容C。的一端、電網(wǎng)&的一端，第二濾波電感Z2的另一端分別連接濾波電容C。的另一端、電網(wǎng)&的另一端。附圖5是六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例四，其電路組成與附圖4所示實施例三相同，但第六功率開關管5；的漏極分別連接第二功率開關管S2的源極、第三功率開關管的集電極、第一濾波電感Z1的一端。附圖6是六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一的驅動原理工作波形，第一功率開關管兄與第三功率開關管A驅動信號相同，在進網(wǎng)電流正半周關斷，負半周按單極性SPWM方式高頻工作；第二功率開關管S2在進網(wǎng)電流正半周直通，負半周與第一功率 開關管兄的驅動信號互補，并加入死區(qū)時間；第五功率開關管&與第六功率開關管5；驅動信號相同，在進網(wǎng)正半周按單極性SPWM方式高頻工作，負半周關斷；第四功率開關管在進網(wǎng)電流正半周與第五功率開關管&的驅動信號互補，并加入死區(qū)時間，負半周直通；當調制信號K大于三角載波信號rst時，驅動信號為高電平，反之為低電平。附圖7是六開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一的各開關模態(tài)等效電路圖。模態(tài)I :等效電路如圖7 (a)所示，第一、第二、第五功率開關管導通，其它功率開關管關斷，進網(wǎng)電流依次流過第一功率開關管兄、第二功率開關管、第一濾波電感A、電網(wǎng)%、第二濾波電感乙、第五功率開關管X ;
模態(tài)2 :等效電路如圖7(b)所示，第二、第四功率開關管導通，其它功率開關管關斷，由第二功率開關管和第四功率開關管&的體二極管構成續(xù)流回路，續(xù)流回路電位近似為光伏電池電壓υ 的一半；
模態(tài)3:等效電路如圖7(c)所示，第三、第四、第六功率開關管導通，其它功率開關管關斷，第四功率開關管有驅動信號，但沒有電流流過，進網(wǎng)電流依次流過第六功率開關管&、第二濾波電感Z2、電網(wǎng)％、第一濾波電感乙、第三功率開關管& ；
模態(tài)4 :等效電路如圖7(d)所示，第二、四功率開關管導通，其它功率開關管關斷，由第二功率開關管&的體二極管和第四功率開關管構成續(xù)流回路，續(xù)流回路電位近似為光伏電池電壓Uvs的一半。附圖8是七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一，其電路組成是由第一、第二輸入分壓電容、第一至第七功率開關管S廣S7、第一、第二濾波電感和濾波電容C。構成。其中，第一輸入分壓電容Crdel的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第一功率開關管兄的漏極、第七功率開關管&的漏極，第一輸入分壓電容的負端分別連接第二輸入分壓電容C1tk2的正端、第六功率開關管5；的漏極，第二分壓電容Ctk2的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第三功率開關管A的源極、第五功率開關管S5的源極，第一功率開關管
的源極分別連接第二功率開關管的集電極、第四功率開關管S4的集電極、第六功率開關管s%的漏極,第二功率開關管S2的發(fā)射極分別連接第三功率開關管S3的漏極、第一濾波電感Z1的一端，第四功率開關管S4的發(fā)射極分別連接第五功率開關管S的漏極、第七功率開關管S7的源極、第二濾波電感Z2的一端，第一濾波電感乙的另一端分別連接濾波電容C。的一端、電網(wǎng)&的一端，第二濾波電感乙的另一端分別連接濾波電容C。的另一端、電網(wǎng)&的另一端。附圖9是七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例二，其電路組成與附圖8所示實施例一相同，但第七功率開關管S7的源 極分別連接第二功率開關管S2的發(fā)射極、第三功率開關管5^的漏極、第一濾波電感/^的一端。附圖10是七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例三，其電路組成與附圖8所示實施例一相同，但電路連接關系是，第一輸入分壓電容Cdc;1的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第三功率開關管A的漏極、第五功率開關管S5的漏極，第一輸入分壓電容Crtkl的負端分別連接第二輸入分壓電容6。2的正端、第六功率開關管5；的漏極，第二輸入分壓電容Cdc;2的負端分別連接第一功率開關管兄的源極、第七功率開關管&的源極，第一功率開關管&的漏極分別連接第二功率開關管S2的發(fā)射極、第四功率開關管S4的發(fā)射極、第六功率開關管5；的源極，第二功率開關管S2的集電極分別連接第三功率開關管S3的源極、第一濾波電感乙的一端，第四功率開關管S4的集電極分別連接第五功率開關管S5的源極、第七功率開關管的漏極、第二濾波電感乙的一端，第一濾波電感乙的另一端分別連接濾波電容C。的一端、電網(wǎng)&的一端，第二濾波電感^2的另一端分別連接濾波電容C。的另一端、電網(wǎng)的另一端。附圖11是七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例四，其電路組成與附圖10所示實施例三相同，但第七功率開關管S7的漏極分別連接第二功率開關管S2的集電極、第三功率開關管S3的源極、第一濾波電感/^的一端。附圖12是七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一的驅動原理工作波形，第一功率開關管兄與第三功率開關管&驅動信號相同，在進網(wǎng)電流正半周關斷，負半周按單極性SPWM方式高頻動作；第二功率開關管在進網(wǎng)電流正半周直通，負半周與第一功率開關管&驅動信號互補，并加入死區(qū)時間；第五功率開關管&與第七功率開關管S7驅動信號相同，在進網(wǎng)電流正半周按單極性SPWM方式高頻動作，負半周關斷；第四功率開關管S4在進網(wǎng)電流正半周與第五功率開關管&驅動信號互補，并加入死區(qū)時間，負半周直通；第六功率開關管S&在進網(wǎng)電流正半周與第五功率開關管S5驅動信號互補，并加入死區(qū)時間，負半周與第一功率開關管兄驅動信號互補，并加入死區(qū)時間；當調制信號％大于三角載波信號時，驅動信號為高電平，反之為低電平。附圖13是七開關非隔離光伏并網(wǎng)逆變器電路拓撲實施例一的各開關模態(tài)等效電路圖。模態(tài)I :等效電路如圖13(a)所示，第一、第二、第五功率開關管導通，其它功率開關管關斷，進網(wǎng)電流依次流過第一功率開關管兄、第三功率開關管&、第一濾波電感Α、電網(wǎng)％、第二濾波電感4、第五功率開關管& ;
模態(tài)2 :等效電路如圖13(b)所示，第二、第四、第六功率開關管導通，其它功率開關管關斷，由第二功率開關管和第四功率開關管&的體二極管構成續(xù)流回路，并由第一、第二分壓電容的中點通過第六功率開關管5；將續(xù)流回路電位箝位在電池電壓Vpv的一半；模態(tài)3 :等效電路如圖13(c)所示，第三、第四、第七功率開關管導通，其它功率開關管關斷，第四功率開關管有驅動信號，但沒有電流流過，進網(wǎng)電流依次流過第七功率開關管&、第二濾波電感乙、電網(wǎng)％、第一濾波電感乙、第三功率開關管& ；
模態(tài)4:等效電路如圖13(d)所示，第二、四、第六功率開關管導通，其它功率開關管關斷，由第二功率開關管的體二極管和第四功率開關管S4構成續(xù)流回路，并由第一、第二分壓電容的中點通過第六功率開關管5；將續(xù)流回路電位箝位在電池電壓Vpv的一半；
可見，無論進網(wǎng)電流的方向如何，續(xù)流階段，續(xù)流回路電位始終被箝位在電池電&的一半。
權利要求
1.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括輸入電容(G。); 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(5；)； 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 輸入電容(G。)的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第一功率開關管(兄)的漏極、第六功率開關管(A)的漏極，輸入電容(Cd。)的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第三功率開關管(A)的源極、第五功率開關管(S5)的源極；第一功率開關管(兄)的源極分別連接第ニ功率開關管(A)的集電極、第四功率開關管(S4)的集電極；第二功率開關管( )的發(fā)射極分別連接第三功率開關管(A)的漏極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管(S4)的發(fā)射極分別連接第五功率開關管(S5)的漏極、第六功率開關管(5；)的源極、第二濾波電感(ん)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
2.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括輸入電容(G。); 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(5；)； 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 輸入電容(G。)的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第一功率開關管(兄)的漏極、第六功率開關管(A)的漏極，輸入電容(Cd。)的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第三功率開關管(A)的源極、第五功率開關管(S5)的源極；第一功率開關管(兄)的源極分別連接第ニ功率開關管(A)的集電極、第四功率開關管(S4)的集電極；第二功率開關管( )的發(fā)射極分別連接第三功率開關管(A)的漏極、第六功率開關管(5；)的源極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管(S4)的發(fā)射極分別連接第五功率開關管(S5)的漏極、第二濾波電感(ん)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
3.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括輸入電容(G。); 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(5；)； 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 輸入電容(G。)的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第二功率開關管( )的漏極、第四功率開關管(S4)的漏極，輸入電容(G。)的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第一功率開關管(兄)的源極、第六功率開關管(5；)的源極，第一功率開關管(兄)的漏極分別連接第三功率開關管(A)的發(fā)射極、第五功率開關管(S5)的發(fā)射極，第二功率開關管( )的源極分別連接第三功率開關管(A)的集電極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管(S4)的源極分別連接第五功率開關管(S5)的集電極、第六功率開關管(5；)的漏極、第二濾波電感(ん)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
4.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括輸入電容(G。); 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(5；)； 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 輸入電容(G。)的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第二功率開關管( )的漏極、第四功率開關管(S4)的漏極，輸入電容(G。)的負端分別連接太陽能電池負輸出端、第一功率開關管(兄)的源極、第六功率開關管(5；)的源極，第一功率開關管(兄)的漏極分別連接第三功率開關管(A)的發(fā)射極、第五功率開關管(S5)的發(fā)射極，第二功率開關管( )的源極分別連接第三功率開關管(A)的集電極、第六功率開關管(5；)的漏極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管(S4)的源極分別連接第五功率開關管(S5)的集電極、第二濾波電感(ん)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
5.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括第一輸入分壓電容第二輸入分壓電容(CU ; 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(&)、第七功率開關管(A); 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 第一輸入分壓電容(Crdel)的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第一功率開關管(兄)的漏極、第七功率開關管(み)的漏極，第一輸入分壓電容(Cfcl)的負端分別連接第二輸入分壓電容(Cfc2)的正端、第六功率開關管(S6)的源極，第二分壓電容(6。2)的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第三功率開關管(S3)的源極、第五功率開關管(S5)的源極，第一功率開關管(兄)的源極分別連接第二功率開關管( )的集電極、第四功率開關管( )的集電極、第六功率開關管(S6)的漏極,第二功率開關管( )的發(fā)射極分別連接第三功率開關管(A)的漏極、第一濾波電感(ん)的一端，第四功率開關管(S4)的發(fā)射極分別連接第五功率開關管(S5)的漏極、第七功率開關管(S7)的源極、第二濾波電感(Z2)的一端，第一濾波電感(A)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
6.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括第一輸入分壓電容第二輸入分壓電容(CU ; 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(&)、第七功率開關管(A); 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 第一輸入分壓電容(Crdel)的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第一功率開關管(兄)的漏極、第七功率開關管(み)的漏極，第一輸入分壓電容(Cfcl)的負端分別連接第二輸入分壓電容(Cfc2)的正端、第六功率開關管(S6)的源極，第二分壓電容(6。2)的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第三功率開關管(S3)的源極、第五功率開關管(S5)的源極，第一功率開關管(兄)的源極分別連接第二功率開關管( )的集電極、第四功率開關管(S4)的集電極、第六功率開關管CS；)的漏極，第二功率開關管( )的發(fā)射極分別連接第三功率開關管(S3)的漏極、第七功率開關管(S7)的源極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管(S4)的發(fā)射極分別連接第五功率開關管(S5)的漏極、第二濾波電感(Z2)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
7.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接； 輸入電容支路(I)包括第一輸入分壓電容(Crtkl)、第二輸入分壓電容(CU ; 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(&)、第七功率開關管(A); 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 第一輸入分壓電容(Crdel)的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第三功率開關管(A)的漏極、第五功率開關管(S5)的漏極，第一輸入分壓電容(Cfcl)的負端分別連接第二輸入分壓電容(Cfc2)的正端、第六功率開關管(S6)的漏極，第二輸入分壓電容(6。2)的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第一功率開關管(兄)的源極、第七功率開關管(S7)的源扱，第一功率開關管(兄)的漏極分別連接第二功率開關管( )的發(fā)射極、第四功率開關管( )的發(fā)射極、第六功率開關管(S6)的源極，第二功率開關管( )的集電極分別連接第三功率開關管(A)的源極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管( )的集電極分別連接第五功率開關管(A)的源極、第七功率開關管(S7)的漏極、第二濾波電感(Z2)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
8.ー種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其輸入端與太陽能電池連接，輸出端與電網(wǎng)連接，其特征在于所述非隔離光伏并網(wǎng)逆變器包括輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)以及進網(wǎng)濾波器支路(3);其中輸入電容支路(I)、全橋開關単元(2)、進網(wǎng)濾波器支路(3)依次連接；輸入電容支路(I)包括第一輸入分壓電容(Crtkl)、第二輸入分壓電容(CU ; 全橋開關単元(2)包括第一功率開關管(兄)、第二功率開關管(&)、第三功率開關管(&)、第四功率開關管(&)、第五功率開關管(&)、第六功率開關管(&)、第七功率開關管(A); 進網(wǎng)濾波器支路(3)包括第一濾波電感(ん)、第二濾波電感(ん)、濾波電容(C。)； 第一輸入分壓電容(Crdel)的正端分別連接太陽能電池的正輸出端、第三功率開關管(A)的漏極、第五功率開關管(S5)的漏極，第一輸入分壓電容(Cfcl)的負端分別連接第二輸入分壓電容(Cfc2)的正端、第六功率開關管(S6)的漏極，第二輸入分壓電容(6。2)的負端分別連接太陽能電池的負輸出端、第一功率開關管(兄)的源極、第七功率開關管(S7)的源扱，第一功率開關管(兄)的漏極分別連接第二功率開關管( )的發(fā)射極、第四功率開關管( )的發(fā)射極、第六功率開關管(S6)的源極，第二功率開關管( )的集電極分別連接第三功率開關管(A)的源極、第七功率開關管 (S7)的漏極、第一濾波電感(Z1)的一端，第四功率開關管(S4)的集電極分別連接第五功率開關管(S5)的源極、第二濾波電感(ん)的一端，第一濾波電感(Z1)的另一端分別連接濾波電容(C。)的一端、電網(wǎng)(％)的一端，第二濾波電感(ん)的另一端分別連接濾波電容(C。)的另一端、電網(wǎng)(％)的另一端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，屬于電力電子變換器技術領域。本發(fā)明所述的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器由輸入電容支路、全橋開關單元、進網(wǎng)濾波器支路構成，其中全橋開關電路根據(jù)開關數(shù)目分為六開關全橋開關電路、七開關全橋開關電路，其特點是在基本全橋電路基礎上加入輔助開關實現(xiàn)續(xù)流階段時續(xù)流回路電位處于或近似處于二分之一的電池電壓，從而消除非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的漏電流；相對于現(xiàn)有非隔離光伏并網(wǎng)逆變器拓撲，具有如下優(yōu)點減少了電流通路的開關管數(shù)量，從而降低了通態(tài)損耗，提高了變換效率；適用于無變壓器隔離的光伏并網(wǎng)場合。
文檔編號H02M7/5387GK102684218SQ201110062668
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2011年3月16日
發(fā)明者馮蘭蘭, 張犁, 邢巖 申請人:南京航空航天大學