非隔離型光伏并網逆變器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非隔離型光伏并網逆變器，包括逆變橋、濾波器以及斷路器，光伏陣列與第一濾波器相連，所述第一濾波器與所述逆變橋電路之間設有BOOST升壓電路，所述逆變橋電路輸出電流經LC濾波器與接觸器相連，所述接觸器通過第二濾波器與所述斷路器相連，所述斷路器的輸出端與交流防雷器并聯后接入市售電網，所述交流防雷器與大地相連。本發(fā)明能夠實時高效的最大功率點跟蹤控制、高效率、高質量與電網同步的輸出電流、具備完善的保護功能。
【專利說明】非隔離型光伏并網逆變器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電設備，具體的說是一種非隔離型光伏并網逆變器，屬于光伏設備系統【技術領域】。

【背景技術】
[0002]光伏并網發(fā)電系統主要由光伏陣列模塊、逆變器、交流濾波器和電網組成。逆變器是連接光伏陣列模塊和電網的關鍵部件，用以實現控制光伏陣列模塊運行于最大功率點和向電網注入正弦電流。目前有三種基本的光伏并網逆變器:工頻變壓器型光伏逆變器、高頻變壓器型光伏逆變器和無變壓器型光伏逆變器。較之前兩種類型，無變壓器型光伏逆變器不僅成本降低，體積和重量較小，其效率可提高1_2%。因而，這種類型的光伏并網逆變器在低功率(小于5KW)的場合下越來越受到人們的重視。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種非隔離型光伏并網逆變器，實時高效的最大功率點跟蹤控制、高效率、高質量與電網同步的輸出電流、具備完善的保護功能。。
[0004]為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種非隔離型光伏并網逆變器，包括逆變橋、濾波器以及斷路器，光伏陣列與第一濾波器相連，所述第一濾波器與所述逆變橋電路之間設有BOOST升壓電路，所述逆變橋電路輸出電流經LC濾波器與接觸器相連，所述接觸器通過第二濾波器與所述斷路器相連，所述斷路器的輸出端與交流防雷器并聯后接入市售電網，所述交流防雷器與大地相連。
[0005]本發(fā)明進一步限定的技術方案是:前述的非隔離型光伏并網逆變器，所述BOOST升壓電路由開關管S1、二極管D1、電感LI和電容C2組成，電源正極由所述電感LI經二極管Dl輸出，在電感LI與二極管Dl之間并聯開關管SI與電源附件相連，在二極管Dl的輸出端并聯電容C2與負極相連；主要負責輸入電壓升壓與最大功率點跟蹤控制。
[0006]前述的非隔離型光伏并網逆變器，所述逆變橋電路采用單極性調制方式控制的全橋逆變電路。
[0007]前述的非隔離型光伏并網逆變器，所述第一濾波器為EMI濾波器，所述第二濾波器為EMC濾波器。
[0008]進一步的，前述的非隔離型光伏并網逆變器，所述逆變橋電路中連接有檢測控制電路，所述檢測控制電路由控制芯片TMS320F2808與外圍電路構成。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明非隔離型光伏并網逆變器以光伏陣列為輸入，要求能有較寬的輸入電壓范圍，光伏陣列輸入的直流電經過光伏并網逆變器的轉換，成為與電網電流同頻同相的正弦波交流電，以大電網為負載進行工作。此套裝置能夠實時高效的最大功率點跟蹤控制、高效率、高質量與電網同步的輸出電流、具備完善的保護功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的電路示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明檢測控制電路框圖。

【具體實施方式】
[0012]實施例1
本實施例提供一種非隔離型光伏并網逆變器，結構如圖1所示，包括逆變橋、濾波器以及斷路器，逆變橋電路采用單極性調制方式控制的全橋逆變電路；光伏陣列與EMI濾波器相連，EMI濾波器與逆變橋電路之間設有BOOST升壓電路，逆變橋電路輸出電流經LC濾波器與接觸器相連，接觸器通過EMC濾波器與斷路器相連，斷路器的輸出端與交流防雷器并聯后接入市售電網，交流防雷器與大地相連。BOOST升壓電路由開關管S1、二極管D1、電感LI和電容C2組成，電源正極由電感LI經二極管Dl輸出，在電感LI與二極管Dl之間并聯開關管SI與電源附件相連，在二極管Dl的輸出端并聯電容C2與負極相連；主要負責輸入電壓升壓與最大功率點跟蹤控制，在逆變橋電路中連接有檢測控制電路，檢測控制電路由控制芯片TMS320F2808與外圍電路構成。
[0013]工作過程如下:光伏陣列提供的直流電壓作為光伏逆變器的輸入電壓。輸入電壓經過輸入濾波模塊進行EMI濾波，從而提高逆變器輸入電流電壓的質量。BOOST升壓電路把電壓升高至400V直流電，并由DSP控制算法和穩(wěn)壓電容穩(wěn)定在400V。其中控制信號為20kHzο全橋逆變電路采用單極性控制方式把400V直流電逆變成SPWM方波。如圖1中所示:S2與S4為低頻IGBT，采用50Hz脈沖信號控制；S3與S5為高頻IGBT，采用20kHzSPWM信號控制。最后經輸出濾波電路并入電網，為電網輸送電能供電。
[0014]如圖2所示，本實施例的光伏并網逆變器的控制核心為雙核控制芯片:主控芯片為TI公司的高性能DSPTMS320F2808與ARM芯片LM3S8962。TMS320F2808是控制電路中的核心器件，它負責逆變器主要功能的實現，包括最大功率點跟蹤，并網電流控制，孤島保護等保護功能。LM3S8962通過與TMS320F2808的SPI通訊，實現光伏并網逆變器運行狀態(tài)的實時顯示，實現友好的人機交互界面。主電路工作過程見圖1?？刂茩z測電路由DSP控制芯片TMS320F2808與外圍電路構成。光伏陣列電流、電壓檢測模塊從主電路輸入濾波模塊的輸出端采集信號，送入TMS320F2808的ADC模塊端口。并網輸出電流檢測模塊從主電路全橋逆變電路輸出端采集電流信號，送入TMS320F2808的ADC模塊端口。過壓欠壓保護檢測模塊分別于主電路輸入濾波模塊輸出端、BOOST升壓電路輸出端連接，所產生的保護信號發(fā)送至TMS320F2808的GP1 口。過流保護電路分別與BOOST升壓電路、全橋逆變模塊連接，檢測流過開關管的電流信號，發(fā)送保護信號至TMS320F2808的GP1端口。驅動隔離模塊分別接收來自MS320F2808的EPWM模塊輸出的I路PWM信號和4路SPWM信號，分別用來驅動BOOST升壓電路的開關管與高低頻控制全橋逆變電路的開關管。電網電壓檢測模塊與主電路輸出濾波的輸出端連接(即和電網相連)，檢測電網電壓輸入到TMS320F2808的ADC端口，檢測電網頻率發(fā)送到TMS320F2808的ECAP端口。
[0015]通訊顯示電路模塊包括LM3S8962處理器，IXD顯示模塊、I2C通訊模塊、以太網通訊模塊、SPI通訊模塊、SCI通訊模塊。IXD通訊顯示模塊實時顯示光伏并網逆變器的相關運行參數，如太陽能板電壓、電網電壓、電網頻率、輸出功率、工作模式、累計發(fā)電量等；I2C通訊模塊包括外部數據存儲和RTC模塊，前者用于保存光伏并網逆變器的發(fā)電歷史記錄及運行狀態(tài)，后者則為光伏并網逆變器提供時間基準；以太網通訊功能保證用戶能通過以太網對光伏并網逆變器進行數據讀取和相關操作；SPI通訊模塊負責TMS320F2808與LM3S8962之間的數據通訊，TMS320F2808向LM3S8962發(fā)送相關數據和命令標志位，讓LM3S8962進行相應的功能操作，這些運行參數的顯示為全自動循環(huán)顯示，無需人工操作；SCI通訊模塊包括RS232通訊，用于近距離數據讀??；RS485通訊，用于遠距離數據讀?。凰{牙通訊，方便所研制的光伏并網逆變器與外部PC設備的無線通訊。
[0016]輔助開關電源電路輸入電壓由BOOST升壓電路的輸出電壓提供，以高性能固定頻率電流模式控制器UC3843及多繞組的變壓器為核心電路組成，輸入端與光伏電池連接，輸出端由變壓器變壓，經三端穩(wěn)壓管7815、7915、7805等穩(wěn)壓后給各種控制芯片和驅動芯片供電。
[0017]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內。
【權利要求】
1.非隔離型光伏并網逆變器，包括逆變橋、濾波器以及斷路器，其特征在于:光伏陣列與第一濾波器相連，所述第一濾波器與所述逆變橋電路之間設有BOOST升壓電路，所述逆變橋電路輸出電流經LC濾波器與接觸器相連，所述接觸器通過第二濾波器與所述斷路器相連，所述斷路器的輸出端與交流防雷器并聯后接入市售電網，所述交流防雷器與大地相連。
2.根據權利要求1所述的非隔離型光伏并網逆變器，其特征在于:所述BOOST升壓電路由開關管S1、二極管D1、電感LI和電容C2組成，電源正極由所述電感LI經二極管Dl輸出，在電感LI與二極管Dl之間并聯開關管SI與電源附件相連，在二極管Dl的輸出端并聯電容C2與負極相連。
3.根據權利要求1所述的非隔離型光伏并網逆變器，其特征在于:所述逆變橋電路采用單極性調制方式控制的全橋逆變電路。
4.根據權利要求1所述的非隔離型光伏并網逆變器，其特征在于:所述第一濾波器為EMI濾波器，所述第二濾波器為EMC濾波器。
5.根據權利要求1所述的非隔離型光伏并網逆變器，其特征在于:所述逆變橋電路中連接有檢測控制電路，所述檢測控制電路由控制芯片TMS320F2808與外圍電路構成。
【文檔編號】H02M3/155GK104506069SQ201410827695
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權日:2014年12月26日
【發(fā)明者】朱冬宏, 錢紀明, 陳正國 申請人:金海新源電氣江蘇有限公司