光伏變換電路及光伏電力設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及光電技術(shù)，特別是設(shè)及一種光伏變換電路光伏電力設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于光伏電池的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在近年來(lái)發(fā)展迅速。一方面，在一些應(yīng)用場(chǎng)合下， 需要將光伏電池的電壓升高，從而為直流負(fù)載等供電；另一方面，在滿足直流負(fù)載供電需求 的前提下，又希望能夠?qū)⒐夥姵囟嘤嗟碾娔軒?dòng)交流負(fù)載或并入電網(wǎng)，保證光能得到充 分利用。要滿足運(yùn)樣的需求，就需要光伏電池所外接的變換器兼具直流升壓和交流逆變的 功能，并且能夠?qū)⒔弧⒅绷麟妷壕捷^高水平，W實(shí)現(xiàn)大功率能量傳輸。
[0003] 傳統(tǒng)的直流升壓逆變電路采用兩級(jí)電路，第一級(jí)采用直流變換器將光伏電池的電 壓升高，第二級(jí)采用基于IGBT的全橋逆變電路實(shí)現(xiàn)直流-交流變換。但運(yùn)種電路其直流、交 流電壓的升壓范圍受IGBT的電壓等級(jí)限制，并不能升到很高的電壓，所輸出功率也受到限 審IJ，目前的單級(jí)升壓逆變電路可直接實(shí)現(xiàn)光伏逆變，但該電路不含直流接線出口，無(wú)法直接 為直流負(fù)載供電。還有的光伏并網(wǎng)電路雖然可W利用多電平技術(shù)，只采用低電壓等級(jí)的 IGBT就可W實(shí)現(xiàn)高壓變換，但由于整個(gè)電路中采用了較多的IGBT器件，使得電路成本增加 顯著。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型目的在于提供一種光伏變換電路，旨在解決傳統(tǒng)直流升壓和交流并網(wǎng) 的光伏變換電路包含IGBT導(dǎo)致成本高的問(wèn)題。
[0005] -種光伏變換電路，包括第一推挽模塊、第二推挽模塊、第=推挽模塊、第四推挽 模塊、直流電抗器、交流電抗器、直流電容器和第一開(kāi)關(guān)，其中：
[0006] 所述第一推挽模塊、第二推挽模塊、第=推挽模塊和第四推挽模塊用于接入光伏 電源并輸出直流電，所述第一推挽模塊的輸出正極與所述第二推挽模塊的輸出正極W及所 述直流電抗器的一端相連，所述直流電抗器的另一端與所述直流電容器的正極及所述第一 開(kāi)關(guān)的一端相連，并作為光伏變換電路的輸出正極直流母線;所述第=推挽模塊的輸出負(fù) 極與所述第四推挽模塊的輸出負(fù)極、所述直流電容器的負(fù)極W及所述第一開(kāi)關(guān)的另一端相 連，并作為光伏變換電路的輸出負(fù)極直流母線；
[0007] 所述第一推挽模塊的輸出負(fù)極與所述第=推挽模塊的輸出正極W及交流電抗器 的一個(gè)端點(diǎn)相連，所述交流電抗器的另一個(gè)端點(diǎn)作為光伏變換電路交流側(cè)的一個(gè)端點(diǎn)；所 述第二推挽模塊的輸出負(fù)極與所述第四推挽模塊的輸出正極相連，并作為光伏變換電路交 流側(cè)的另一個(gè)端點(diǎn)。
[000引進(jìn)一步地，第一推挽模塊、第二推挽模塊、第=推挽模塊和第四推挽模塊均至少包 括至少一個(gè)推挽式DC-DC變換電路，或多個(gè)并聯(lián)的所述推挽式DC-DC變換電路。
[0009 ]進(jìn)一步地，所述推挽式DC-DC變換電路包括變壓器、第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一 濾波電容和整流模塊，所述變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，且所述初級(jí)繞組具有中間抽頭；
[0010] 所述初級(jí)繞組的中間抽頭和非同名端之間接所述第一濾波電容，所述初級(jí)繞組的 同名端、非同名端分別與所述第一開(kāi)關(guān)管的輸入端、第二開(kāi)關(guān)管的輸入端連接，所述中間抽 頭接所述光伏電源的正極，所述第一開(kāi)關(guān)管的輸出端和第二開(kāi)關(guān)管的輸出端接所述光伏電 源的負(fù)極，所述第一開(kāi)關(guān)管的控制端和第二開(kāi)關(guān)管的控制端分別接入預(yù)設(shè)工作頻率的第一 驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180%
[0011] 所述次級(jí)繞組的同名端接所述整流模塊的第一輸入端，所述次級(jí)繞組的非同名端 接所述整流模塊的第二輸入端，所述整流模塊的兩個(gè)輸出端分別作為所述推挽式DC-DC變 換電路輸出正極和輸出負(fù)極。
[0012] 進(jìn)一步地，所述整流模塊包括第一二極管、第二二極管、第=二極管及第四二極 管；
[0013] 所述第一二極管、第二二極管、第=二極管及第四二極管構(gòu)成全橋整流器，所述全 橋整流器的第一輸入端、第二輸入端分別作為所述整流模塊的第一輸入端、第二輸入端;所 述全橋整流器的正輸出端、負(fù)輸出端分別作為所述推挽式DC-DC變換電路輸出正極和輸出 負(fù)極。
[0014] 進(jìn)一步地，所述整流模塊包括第五二極管、第六二極管、第二濾波電容及第=濾波 電容；
[0015] 所述第五二極管的陽(yáng)極作為所述整流模塊的第一輸入端，且與所述第六二極管的 陰極連接，所述第二濾波電容和第=濾波電容串聯(lián)在所述第五二極管的陰極和所述第六二 極管的陽(yáng)極之間，所述第二濾波電容和第=濾波電容的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)作為所述整流模塊的第二 輸入端，所述第五二極管的陰極、所述第六二極管的陽(yáng)極分別作為所述推挽式DC-DC變換電 路輸出正極和輸出負(fù)極。
[0016] 進(jìn)一步地，所述第一開(kāi)關(guān)管和所述第二開(kāi)關(guān)管為半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。
[0017] 進(jìn)一步地，所述第一開(kāi)關(guān)為繼電器。
[0018] 進(jìn)一步地，所述光伏電源為光伏電池。
[0019] 此外，還提供了一種光伏電力設(shè)備，包括上述的光伏變換電路。
[0020] 上述的光伏變換電路可接一到四個(gè)光伏電池作為輸入電源，當(dāng)輸入電源為四個(gè)光 伏電池時(shí)，四個(gè)光伏的電池的正、負(fù)極分別接四個(gè)推挽模塊的輸入端正、負(fù)極；當(dāng)作為輸入 電源的光伏電池少于四個(gè)時(shí)，可將四個(gè)推挽模塊中的一個(gè)或多個(gè)的輸入端并聯(lián)起來(lái)，再與 光伏電池的正極、負(fù)極相連。如此，光伏變換電路不包含IGBT，節(jié)省成本的同時(shí)，可W輸出直 流電源和/或交流電源。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中光伏變換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為圖1所示光伏變換電路一個(gè)實(shí)施例中的原理圖；
[0023] 圖3為圖1所示光伏變換電路另一個(gè)實(shí)施例中推挽模塊的原理圖；
[0024] 圖4A、4B分別為圖1所示光伏變換電路的輸出直流電壓、電流波形圖；
[0025] 圖5A、5B分別為圖1所示光伏變換電路的輸出交流電壓、電流波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，W下 結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施 例僅僅用W解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027] 請(qǐng)參閱圖1及圖2,本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中可應(yīng)用在光伏電力設(shè)備的光伏變換電 路包括第一推挽模塊11、第二推挽模塊12、第=推挽模塊13、第四推挽模塊14、直流電抗器 Ldc、交流電抗器Lac、直流電容器Cdc和第一開(kāi)關(guān)K。
[0028] 第一推挽模塊11、第二推挽模塊12、第=推挽模塊13和第四推挽模塊14用于接入 光伏電源（圖未示出）并輸出直流電，第一推挽模塊11的輸出正極SiD+與第二推挽模塊12的 輸出正極S20+W及直流電抗器Ldc的一端相連，直流電抗器Ldc的另一端與直流電容器Cdc的正 極及第一開(kāi)關(guān)K的一端相連，并作為光伏變換電路的輸出正極直流母線DC+;第S推挽模塊 13的輸出負(fù)極S3。-與第四推挽模塊14的輸出負(fù)極S4。-、直流電容器Cdc的負(fù)極W及第一開(kāi)關(guān)K 的另一端相連，并作為光伏變換電路的輸出負(fù)極直流母線DC-。
[0029] 第一推挽模塊11的輸出負(fù)極SiD-與第=推挽模塊13的輸出正極S3D+W及交流電抗 器Lac的一個(gè)端點(diǎn)相連，交流電抗器Lac的另一個(gè)端點(diǎn)作為光伏變換電路交流側(cè)的一個(gè)端點(diǎn) ACa;第二推挽模塊12的輸出負(fù)極S2。-與第四推挽模塊14的輸出正極S4。+相連，并作為光伏變 換電路交流側(cè)的另一個(gè)端點(diǎn)ACb。
[0030] 光伏變換電路可接一到四個(gè)光伏電池作為輸入電源，當(dāng)輸入電源為四個(gè)光伏電池 時(shí)，四個(gè)光伏的電池的正、負(fù)極分別接四個(gè)推挽模塊的輸入端正、負(fù)極；當(dāng)作為輸入電源的 光伏電池少于四個(gè)時(shí)，可將四個(gè)推挽模塊中的一個(gè)或多個(gè)的輸入端并聯(lián)起來(lái)，再與光伏電 池的正極、負(fù)極相連。
[0031] 本實(shí)施例中，第一推挽模塊11、第二推挽模塊12、第=推挽模塊13和第四推挽模塊 14均至少包括至少一個(gè)推挽式DC-DC變換電路，或多個(gè)并聯(lián)的推挽式DC-DC變換電路。推挽 模塊的推挽式DC-DC變換電路為多個(gè)時(shí)，推相鄰的推挽式DC-DC變換電路中相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 相位相差90°。
[0032] 請(qǐng)參閱圖2,推挽式DC-DC變換電路（W第一推挽模塊11為例)包括變壓器T1、第一 開(kāi)關(guān)管Mil、第二開(kāi)關(guān)管M12、第一濾波電容Cll和整流模塊111，變壓器Tl的具有初級(jí)繞組和 次級(jí)繞組，且初級(jí)繞組具有中間抽頭。
[0033] 初級(jí)繞組的中間抽頭和非同名端之間接第一濾波電容C11，初級(jí)繞組的同名端、非 同名端分別與第一開(kāi)關(guān)管Mll的輸入端、第二開(kāi)關(guān)管M12的輸入端連接，中間抽頭作為推挽 模塊的輸入正極Slin+接光伏電源的正極，第一開(kāi)關(guān)管Mll的輸出端和第二開(kāi)