專利名稱：一種光伏并網(wǎng)逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器。
背景技術(shù)：
在跨入二十一世紀(jì)以來，人類正面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在資源有限和環(huán)保嚴(yán)格要求的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為全球熱點(diǎn)問題。而能源問題將更為突出，不僅表現(xiàn)在常規(guī)能源的匱乏，更重要的是化石能源的開發(fā)利用帶來了一系列的問題，例如環(huán)境污染、溫室效應(yīng)等。人類要解決這些能源問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源。太陽能作為一種無污染、可再生的新能源具有非常廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，利用太陽能發(fā)電成為提供生產(chǎn)生活能源和改善環(huán)境污染問題的一條可靠途徑。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏電池組件與交流電網(wǎng)連接的橋梁，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器一般為單相并網(wǎng)逆變器，其拓?fù)淇梢詺w納為降壓式變換器結(jié)構(gòu)。為滿足光伏并網(wǎng)逆變器的在電壓較低時(shí)也能使用，常用的解決方法有兩種:一、逆變后使用隔離變壓器升壓。二、采用兩級變換結(jié)構(gòu)，即前一級的直流變換電路將光伏電壓穩(wěn)定在后一級交流變換所需要直流電壓范圍內(nèi)，后一級交流變換電路將穩(wěn)定的直流電變換為交流電網(wǎng)所需的交流電。但是，無論是采用隔離變壓器升壓，還是采用兩級變換結(jié)構(gòu)，無形中都降低了光伏并網(wǎng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率。而且，單相并網(wǎng)逆變器的在高頻狀態(tài)的開關(guān)器件數(shù)量較多，致使光伏并網(wǎng)逆變器的能耗較大。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種光伏并網(wǎng)逆變器，其減少了高頻工作的開關(guān)管數(shù)量，降低了能量損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種光伏并網(wǎng)逆變器，其包括升降壓正弦半波電路和全橋換相電路；所述升降壓正弦半波電路與光伏電池組件連接，用于將光伏電池組件輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，輸出給全橋換相電路；所述全橋換相電路與升降壓正弦半波電路、交流電網(wǎng)連接，用于將輸入的所述正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)同相的正弦交流電，輸出給交流電網(wǎng)。特別地，所述升降壓正弦半波電路包括:電容Cl、開關(guān)管Q1、電感L1、二極管Dl及電容C2 ；其中，所述電容Cl負(fù)極與光伏電池組件負(fù)極連接后的結(jié)點(diǎn)連接開關(guān)管Ql的源極，開關(guān)管Ql的漏極與電感LI 一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陽極，電感LI的另一端與電容C2 —端連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl正極，二極管Dl陰極與電容C2的另一端連接，電容Cl正極與光伏電池組件正極連接。[0011]特別地，所述升降壓正弦半波電路包括:電容Cl、開關(guān)管Q1、電感L1、二極管Dl及電容C2 ；其中，所述電容Cl正極與光伏電池組件正極連接后的結(jié)點(diǎn)連接開關(guān)管Ql的漏極，開關(guān)管Ql的源極與電感LI 一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陰極，電感LI的另一端與電容C2 —端連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl負(fù)極，二極管Dl陽極與電容C2的另一端連接，電容Cl負(fù)極與光伏電池組件負(fù)極連接。特別地，所述全橋換相電路包括:開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5 ；其中，所述開關(guān)管Q2的漏極與開關(guān)管Q4的漏極連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陰極，開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q3的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q4的源極與開關(guān)管Q5的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q5的源極連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl正極。特別地，所述全橋換相電路包括:開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5 ；其中，所述開關(guān)管Q2的漏極與開關(guān)管Q4的漏極連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl負(fù)極，開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q3的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q4的源極與開關(guān)管Q5的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q5的源極連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陽極。特別地，所述開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5均可選用絕緣柵雙極性晶體管。與傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器相比，本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，沒有使用隔離變壓器，通過升降壓正弦半波電路將光伏電池組件輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，通過全橋換相電路正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)同相的正弦交流電，一級實(shí)現(xiàn)升降壓，減少了逆變器高頻工作的開關(guān)管數(shù)量，有效的降低了開關(guān)器件損耗，提高轉(zhuǎn)換效率。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的光伏并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一請參照圖1所示，本實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器包括升降壓正弦半波電路101和全橋換相電路102。所述升降壓正弦半波電路101與光伏電池組件PV連接，用于將光伏電池組件PV輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，輸出給全橋換相電路102。所述升降壓正弦半波電路101包括:電容Cl、開關(guān)管Q1、電感L1、二極管Dl及電容C2。需要說明的是，開關(guān)管Ql既可以選用場效應(yīng)晶體管，也可以選用絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)，本實(shí)施例僅以場效應(yīng)晶體管為例進(jìn)行說明。其中，所述電容Cl負(fù)極與光伏電池組件PV負(fù)極連接后的結(jié)點(diǎn)連接開關(guān)管Ql的源極，開關(guān)管Ql的漏極與電感LI 一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陽極，電感LI的另一端與電容C2 —端連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl正極，二極管Dl陰極與電容C2的另一端連接，電容Cl正極與光伏電池組件PV正極連接。該升降壓正弦半波電路101既可以做升壓變換又可以做降壓變換，三級管Ql按SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation)方式高頻開關(guān)工作，將光伏電池組件PV輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，輸出給全橋換相電路102。所述全橋換相電路102與升降壓正弦半波電路101、交流電網(wǎng)AC連接，用于將輸入的所述正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)AC同相的正弦交流電，輸出給交流電網(wǎng)AC。所述全橋換相電路102包括:開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5。需要說明的是，開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5既可以選用場效應(yīng)晶體管，也可以選用絕緣柵雙極性晶體管，本實(shí)施例僅以場效應(yīng)晶體管為例進(jìn)行說明。其中，所述開關(guān)管Q2的漏極與開關(guān)管Q4的漏極連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陰極，開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q3的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)AC，開關(guān)管Q4的源極與開關(guān)管Q5的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)AC，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q5的源極連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl正極。當(dāng)開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q5導(dǎo)通，開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4關(guān)斷時(shí)，全橋換相電路102輸出正弦電流的正半周期，當(dāng)開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q5關(guān)斷，開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4導(dǎo)通時(shí)，全橋換相電路102輸出正弦電流的負(fù)半周期。通過控制開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4的交替導(dǎo)通，將升降壓正弦半波電路101輸出的正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)AC同相的正弦交流電，完成并網(wǎng)。實(shí)施例二請參照圖2所示，本實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器包括升降壓正弦半波電路201和全橋換相電路202。所述升降壓正弦半波電路201與光伏電池組件PV連接，用于將光伏電池組件PV輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，輸出給全橋換相電路202。所述升降壓正弦半波電路201包括:電容Cl、開關(guān)管Q1、電感L1、二極管Dl及電容C2。同樣的，開關(guān)管Ql既可以選用場效應(yīng)晶體管，也可以選用絕緣柵雙極性晶體管，本實(shí)施例僅以場效應(yīng)晶體管為例進(jìn)行說明。其中，所述電容Cl正極與光伏電池組件PV正極連接后的結(jié)點(diǎn)連接開關(guān)管Ql的漏極，開關(guān)管Ql的源極與電感LI 一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陰極，電感LI的另一端與電容C2 —端連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl負(fù)極，二極管Dl陽極與電容C2的另一端連接，電容Cl負(fù)極與光伏電池組件PV負(fù)極連接。與實(shí)施例一原理相同，該升降壓正弦半波電路201既可以做升壓變換又可以做降壓變換，三級管Ql按SPWM方式高頻開關(guān)工作，將光伏電池組件PV輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流。所述全橋換相電路202與升降壓正弦半波電路201、交流電網(wǎng)AC連接，用于將輸入的所述正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)AC同相的正弦交流電，輸出給交流電網(wǎng)AC。所述全橋換相電路202包括:開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5。同樣的，開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5既可以選用場效應(yīng)晶體管，也可以選用絕緣柵雙極性晶體管，本實(shí)施例僅以場效應(yīng)晶體管為例進(jìn)行說明。其中，所述開關(guān)管Q2的漏極與開關(guān)管Q4的漏極連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl負(fù)極，開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q3的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)AC，開關(guān)管Q4的源極與開關(guān)管Q5的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)AC，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q5的源極連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陽極。與實(shí)施例一原理相同，當(dāng)開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q5導(dǎo)通，開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4關(guān)斷時(shí)，全橋換相電路202輸出正弦電流的正半周期，當(dāng)開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q5關(guān)斷，開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4導(dǎo)通時(shí)，全橋換相電路202輸出正弦電流的負(fù)半周期。通過控制開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4的交替導(dǎo)通，將升降壓正弦半波電路201輸出的正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)AC同相的正弦交流電，完成并網(wǎng)功能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過升降壓正弦半波電路將光伏電池組件輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，通過全橋換相電路正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)同相的正弦交流電，一級實(shí)現(xiàn)升降壓并且只使用一個(gè)高頻工作的開關(guān)管，降低了能量損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，包括升降壓正弦半波電路和全橋換相電路； 所述升降壓正弦半波電路與光伏電池組件連接，用于將光伏電池組件輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，輸出給全橋換相電路； 所述全橋換相電路與升降壓正弦半波電路、交流電網(wǎng)連接，用于將輸入的所述正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)同相的正弦交流電，輸出給交流電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述升降壓正弦半波電路包括:電容Cl、開關(guān)管Q1、電感L1、二極管Dl及電容C2，所述開關(guān)管Ql選用場效應(yīng)晶體管； 其中，所述電容Cl負(fù)極與光伏電池組件負(fù)極連接后的結(jié)點(diǎn)連接開關(guān)管Ql的源極，開關(guān)管Ql的漏極與電感LI 一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陽極，電感LI的另一端與電容C2一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl正極，二極管Dl陰極與電容C2的另一端連接，電容Cl正極與光伏電池組件正極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述升降壓正弦半波電路包括:電容Cl、開關(guān)管Q1、電感L1、二極管Dl及電容C2，所述開關(guān)管Ql選用場效應(yīng)晶體管； 其中，所述電容Cl正極與光伏電池組件正極連接后的結(jié)點(diǎn)連接開關(guān)管Ql的漏極，開關(guān)管Ql的源極與電感LI 一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陰極，電感LI的另一端與電容C2一端連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl負(fù)極，二極管Dl陽極與電容C2的另一端連接，電容Cl負(fù)極與光伏電池組件負(fù)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述全橋換相電路包括:開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5，所述開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5選用場效應(yīng)晶體管； 其中，所述開關(guān)管Q2的漏極與開關(guān)管Q4的漏極連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陰極，開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q3的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q4的源極與開關(guān)管Q5的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q5的源極連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述全橋換相電路包括:開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5，所述開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4及開關(guān)管Q5選用場效應(yīng)晶體管； 其中，所述開關(guān)管Q2的漏極與開關(guān)管Q4的漏極連接后的結(jié)點(diǎn)連接電容Cl負(fù)極，開關(guān)管Q2的源極與開關(guān)管Q3的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q4的源極與開關(guān)管Q5的漏極連接并作為輸出端連接交流電網(wǎng)，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q5的源極連接后的結(jié)點(diǎn)連接二極管Dl陽極。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于，所述開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4以及開關(guān)管Q5均可選用絕緣柵雙極性晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種光伏并網(wǎng)逆變器，其包括升降壓正弦半波電路和全橋換相電路。所述升降壓正弦半波電路與光伏電池組件連接，用于將光伏電池組件輸出的直流電調(diào)制為正弦半波電流，輸出給全橋換相電路。所述全橋換相電路與升降壓正弦半波電路、交流電網(wǎng)連接，用于將輸入的所述正弦半波電流轉(zhuǎn)換為與交流電網(wǎng)同相的正弦交流電，輸出給交流電網(wǎng)。與傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器相比，本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，一級實(shí)現(xiàn)升降壓，減少了高頻工作的開關(guān)管數(shù)量，降低了能量損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H02M7/521GK203026964SQ20132001362
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者黃新東, 趙丹 申請人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司