專利名稱：一種光伏逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的逆變器，具體涉及一種將光伏陣列的太陽能電池的直流電能轉(zhuǎn)換為與市電并網(wǎng)的交流電能的逆變器，屬于直流/交流(DC/AC)電能轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光伏并網(wǎng)逆變器主要有:I)隔離型并網(wǎng)逆變器，主要是通過使用隔離變壓器將直流側(cè)和交流側(cè)進(jìn)行電氣絕緣，這種逆變器雖然不存在共模電流(漏電流)等帶來的安全上和EMC等的問題，但是成本高，電能變換效率低。2)非隔離并網(wǎng)逆變器，通過省略隔離變壓器來提高電能變換效率。但是由于直流偵_交流側(cè)沒有電氣絕緣 ，以及光伏陣列和地之間存在寄生電容，會產(chǎn)生共模電流，這便增加了電磁輻射和安全隱患。為此應(yīng)設(shè)法抑制非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器中的共模電流。以下為共模電流小的主要幾種非隔離并網(wǎng)逆變器:A.雙極性全橋逆變電路其電路如圖1所示，該雙極性全橋逆變電路，雖然電路結(jié)構(gòu)簡單，共模電流(漏電流)小，但是電路中的四個開關(guān)SI S4始終在高頻開關(guān)，開關(guān)損耗大，而且輸出電流紋波大，增加了交流濾波電感L1、L2上的損耗，另外存在濾波電感L1、L2和儲能電容C之間的能量交換，電感與電容器件中的寄生因素引起額外的功率損耗，所以整體變換效率極低。B.H5橋逆變器其電路如圖2所示，在該逆變器中，通過在雙極性全橋逆變電路的直流側(cè)增加一個額外的開關(guān)器件S5及二極管D5，使得續(xù)流回路在續(xù)流時與直流側(cè)斷開，從而使該拓?fù)洳粌H抑制了共模電流，而且沒有濾波電感L1、L2和儲能電容C之間的能量交換的問題。輸出電壓為單極性，電流紋波小，減小了交流濾波電感上L1、L2的損耗。缺點(diǎn):能量輸出時，電流輸出的正負(fù)半周均需通過3個器件S5、S1、S4或S5、S3、S2,這樣增加了器件的導(dǎo)通損耗。另外，可能會發(fā)生開關(guān)器件故障引起的橋臂短路，而這個短路途徑?jīng)]有任何阻抗，會在極短的時間能產(chǎn)生非常大的短路電流，有引起電路損壞的危險。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種高效率、高可靠性的光伏逆變器，解決了濾波電感和儲能電容之間的能量交換問題，減小導(dǎo)通損耗，通過增加反向二極管降低了橋臂短路的危險，提高電路的可靠性。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:一種光伏逆變器，包括四個開關(guān)電路、兩個濾波電感、一個儲能電容、兩個續(xù)流電路，其中第一開關(guān)電路與第三開關(guān)電路的輸入端分別與所述光伏逆變器輸入端正極連接，第二開關(guān)電路與第四開關(guān)電路的輸出端分別與所述光伏逆變器輸入端負(fù)極連接；第一開關(guān)電路與第二開關(guān)電路之間連接第一續(xù)流電路，第一續(xù)流電路的輸入端與第二開關(guān)電路的輸入端連接形成結(jié)點(diǎn)E，第一續(xù)流電路的輸出端與第一開關(guān)電路的輸出端連接形成結(jié)點(diǎn)C ;第三開關(guān)電路與第四開關(guān)電路之間連接第二續(xù)流電路，第二續(xù)流電路的輸入端與第四開關(guān)電路的輸入端連接形成結(jié)點(diǎn)F，第二續(xù)流電路的輸出端與第三開關(guān)電路輸出端連接形成結(jié)點(diǎn)D ;第一濾波電感LI的一端與結(jié)點(diǎn)C連接,另一端與結(jié)點(diǎn)F、負(fù)載Vac —端連接；第二濾波電感L2 —端與結(jié)點(diǎn)D連接，另一端與結(jié)點(diǎn)E、負(fù)載Vac另一端連接；所述儲能電容跨接在光伏逆變器輸入端的正負(fù)極之間；所述續(xù)流電路由續(xù)流開關(guān)器件和續(xù)流二極管串聯(lián)連接，其中續(xù)流二極管為反向二極管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:1、本實(shí)用新型裝置續(xù)流回路在續(xù)流時與直流側(cè)斷開，抑制了共模電流，而且沒有濾波電感和儲能電容之間的能量交換的問題，防止了電感與電容器件中的寄生因素引起額外的損耗；2、輸出電壓為單極性，電流紋波小，減小了交流濾波電感上的損耗；3、只有兩個開關(guān)器件同時進(jìn)行高頻開關(guān)，減小了開關(guān)損耗；4、能量輸出時電流只流過兩個器件，降低了導(dǎo)通損耗；5、在橋臂中增加反向二級管，開關(guān)器件出現(xiàn)故障時，不容易發(fā)生橋臂短路，增強(qiáng)了電路的可靠性。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的雙極性全橋逆變電路圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的H5橋逆變器電路圖。圖3為本實(shí)用新型的逆變器電路圖。圖4為本實(shí)用新型的逆變器輸出電流正半周示意圖。圖5為本實(shí)用新型的逆變器輸出電流正半周續(xù)流示意圖。圖6為本實(shí)用新型的逆變器輸出電流負(fù)半周示意圖。圖7為本實(shí)用新型的逆變器輸出電流負(fù)半周續(xù)流示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作過程作進(jìn)一步說明。如圖1所示，雙極性全橋逆變電路包括一個全橋拓樸電路、兩個濾波電感、儲能電容、直流電源、負(fù)載，全橋拓?fù)潆娐酚伤膫€開關(guān)電路組成，其中，四個開關(guān)電路分別由開關(guān)器件SI與二極管Dl并聯(lián)連接，開關(guān)器件S2與二極管D2并聯(lián)連接，開關(guān)器件S3與二極管D3并聯(lián)連接，開關(guān)器件S4與二極管D4并聯(lián)連接；開關(guān)器件SI與開關(guān)器件S2連接形成結(jié)點(diǎn)A，開關(guān)器件S3與開關(guān)器件S4連接形成結(jié)點(diǎn)B，結(jié)點(diǎn)A、B之間依次串聯(lián)連接濾波電感L1、交流側(cè)負(fù)載Vac和濾波電感L2 ;直流電源Vin與儲能電容C并聯(lián)跨接在全橋拓?fù)潆娐返妮斎攵丝?1、2之間。H5橋逆變器電路，如圖2所示，在圖1所示電路的直流側(cè)增加一個開關(guān)器件S5和續(xù)流二極管D5，開關(guān)器件S5和續(xù)流二極管D5并聯(lián)連接，使得續(xù)流回路在續(xù)流時與直流側(cè)斷開。本實(shí)用新型在圖2所示電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，增加了兩個續(xù)流電路，如圖3所示，續(xù)流電路由續(xù)流開關(guān)器件S5、S6和續(xù)流二極管D5、D6組成，開關(guān)器件S5與續(xù)流二極管D5串聯(lián)組成第一續(xù)流電路，開關(guān)器件S6與續(xù)流二極管D6串聯(lián)組成第二續(xù)流電路，第一續(xù)流電路串接在開關(guān)器件SI與開關(guān)器件S2之間，分別形成結(jié)點(diǎn)C、D第二續(xù)流電路串接在開關(guān)器件S3與開關(guān)器件S4之間，分別形成結(jié)點(diǎn)E、F ;濾波電感LI跨接在結(jié)點(diǎn)C、F之間，濾波電感L2跨接在結(jié)點(diǎn)D、E之間，結(jié)點(diǎn)C、D之間依次串聯(lián)濾波電感L1、交流側(cè)負(fù)載Vac和濾波電感L2 ;開關(guān)器件S1、S2、S3、S4受高頻PWM信號控制，續(xù)流開關(guān)器件S5、S6受與交流輸出相同頻率的低頻信號控制。假設(shè)電流從結(jié)點(diǎn)A流出為輸出電流的正半周，電流從結(jié)點(diǎn)B點(diǎn)流出為輸出電流的負(fù)半周。:.在輸出電流的正半周，如圖4所示，開關(guān)器件S3、S4、續(xù)流器件S6始終保持關(guān)斷，續(xù)流器件S5始終保持導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)器件S1、S2導(dǎo)通時，電流從直流電源Vin流出，依次通過開關(guān)器件S1、結(jié)點(diǎn)C、濾波電感L1、交流側(cè)負(fù)載Vac、結(jié)點(diǎn)E、開關(guān)器件S2回到直流電源Vin組成閉合回路，輸出電流的正半周從交流側(cè)負(fù)載Vac輸出。當(dāng)開關(guān)器件S1、S2關(guān)斷時，如圖5所示，電流經(jīng)過續(xù)流開關(guān)S5，續(xù)流二極管D5、結(jié)點(diǎn)C、結(jié)點(diǎn)E為交流側(cè)負(fù)載Vac進(jìn)行續(xù)流。n.在輸出電流的負(fù)半周，如圖6所示，開關(guān)器件S1、S2、續(xù)流器件S5始終保持關(guān)斷，續(xù)流器件S6始終保持導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)器件S3、S4導(dǎo)通時，電流從直流電源Vin流出，通過開關(guān)器件S3、結(jié)點(diǎn)D、濾波電感L2、交流側(cè)負(fù)載Vac、結(jié)點(diǎn)F、開關(guān)器件S4回到直流電源Vin組成閉合回路，輸出電流的負(fù)半周從交流側(cè)負(fù)載Vac輸出。當(dāng)開關(guān)器件S3、S4關(guān)斷時，如圖7所示，電流經(jīng)過續(xù)流開關(guān)S6，續(xù)流 二極管D6、結(jié)點(diǎn)D、結(jié)點(diǎn)F為交流側(cè)負(fù)載Vac進(jìn)行續(xù)流。
權(quán)利要求1.一種光伏逆變器，其特征在于:包括四個開關(guān)電路、兩個濾波電感、一個儲能電容、兩個續(xù)流電路，其中第一開關(guān)電路與第三開關(guān)電路的輸入端分別與所述光伏逆變器輸入端正極連接，形成結(jié)點(diǎn)(1)，第二開關(guān)電路與第四開關(guān)電路的輸出端分別與所述光伏逆變器輸入端負(fù)極連接，形成結(jié)點(diǎn)(2);第一開關(guān)電路與第二開關(guān)電路之間連接第一續(xù)流電路，第一續(xù)流電路的輸入端與第二開關(guān)電路的輸入端連接形成結(jié)點(diǎn)E，第一續(xù)流電路的輸出端與第一開關(guān)電路的輸出端連接形成結(jié)點(diǎn)C ;第三開關(guān)電路與第四開關(guān)電路之間連接第二續(xù)流電路，第二續(xù)流電路的輸入端與第四開關(guān)電路的輸入端連接形成結(jié)點(diǎn)F，第二續(xù)流電路的輸出端與第三開關(guān)電路輸出端連接形成結(jié)點(diǎn)D ;第一濾波電感LI的一端與結(jié)點(diǎn)C連接，另一端與結(jié)點(diǎn)F、負(fù)載Vac —端連接；第二濾波電感L2 —端與結(jié)點(diǎn)D連接，另一端與結(jié)點(diǎn)E、負(fù)載Vac另一端連接；所述儲能電容跨接在光伏逆變器輸入端的正負(fù)極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏逆變器，其特征在于:所述續(xù)流電路由續(xù)流開關(guān)器件和續(xù)流二極管 串聯(lián)連接，其中續(xù)流二極管為反向二極管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光伏逆變器，包括四個開關(guān)電路、兩個續(xù)流電路、兩個濾波電感、一個儲能電容，其中續(xù)流電路由續(xù)流開關(guān)器件和續(xù)流二極管串聯(lián)組成，續(xù)流二極管為反向二極管，所述開關(guān)電路受高頻PWM信號控制，續(xù)流電路受與逆變器輸出相同頻率的低頻信號控制，所述儲能電容跨接在全橋拓?fù)潆娐返妮斎攵丝?；本?shí)用新型具有低功耗，低紋波，低成本，高效率，高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02M7/48GK203151393SQ20132010639
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者袁宏亮 申請人:沃太能源南通有限公司