光伏变换电路及光伏电力设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光电技术，特别是涉及一种光伏变换电路光伏电力设备。
【背景技术】
[0002] 基于光伏电池的太阳能发电系统在近年来发展迅速。一方面，在一些应用场合下， 需要将光伏电池的电压升高，从而为直流负载等供电；另一方面，在满足直流负载供电需求 的前提下，又希望能够将光伏电池多余的电能带动交流负载或并入电网，保证光能得到充 分利用。要满足这样的需求，就需要光伏电池所外接的变换器兼具直流升压和交流逆变的 功能，并且能够将交、直流电压均升到较高水平，以实现大功率能量传输。
[0003] 传统的直流升压逆变电路采用两级电路，第一级采用直流变换器将光伏电池的电 压升高，第二级采用基于IGBT的全桥逆变电路实现直流-交流变换。但这种电路其直流、 交流电压的升压范围受IGBT的电压等级限制，并不能升到很高的电压，所输出功率也受到 限制，目前的单级升压逆变电路可直接实现光伏逆变，但该电路不含直流接线出口，无法直 接为直流负载供电。还有的光伏并网电路虽然可以利用多电平技术，只采用低电压等级的 IGBT就可以实现高压变换，但由于整个电路中采用了较多的IGBT器件，使得电路成本增加 显著。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种光伏变换电路，旨在解决传统直流升压和交流并网的光 伏变换电路包含IGBT导致成本高的问题。
[0005] -种光伏变换电路，包括第一推挽模块、第二推挽模块、第三推挽模块、第四推挽 模块、直流电抗器、交流电抗器、直流电容器和第一开关，其中：
[0006] 所述第一推挽模块、第二推挽模块、第三推挽模块和第四推挽模块用于接入光伏 电源并输出直流电，所述第一推挽模块的输出正极与所述第二推挽模块的输出正极以及所 述直流电抗器的一端相连，所述直流电抗器的另一端与所述直流电容器的正极及所述第一 开关的一端相连，并作为光伏变换电路的输出正极直流母线；所述第三推挽模块的输出负 极与所述第四推挽模块的输出负极、所述直流电容器的负极以及所述第一开关的另一端相 连，并作为光伏变换电路的输出负极直流母线；
[0007] 所述第一推挽模块的输出负极与所述第三推挽模块的输出正极以及交流电抗器 的一个端点相连，所述交流电抗器的另一个端点作为光伏变换电路交流侧的一个端点；所 述第二推挽模块的输出负极与所述第四推挽模块的输出正极相连，并作为光伏变换电路交 流侧的另一个端点。
[0008] 进一步地，第一推挽模块、第二推挽模块、第三推挽模块和第四推挽模块均至少包 括至少一个推挽式DC-DC变换电路，或多个并联的所述推挽式DC-DC变换电路。
[0009] 进一步地，所述推挽式DC-DC变换电路包括变压器、第一开关管、第二开关管、第 一滤波电容和整流模块，所述变压器的初级绕组和次级绕组，且所述初级绕组具有中间抽 头；
[0010] 所述初级绕组的中间抽头和非同名端之间接所述第一滤波电容，所述初级绕组的 同名端、非同名端分别与所述第一开关管的输入端、第二开关管的输入端连接，所述中间抽 头接所述光伏电源的正极，所述第一开关管的输出端和第二开关管的输出端接所述光伏电 源的负极，所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端分别接入预设工作频率的第一 驱动信号和第二驱动信号，所述第一驱动信号和第二驱动信号相位相差180° ;
[0011] 所述次级绕组的同名端接所述整流模块的第一输入端，所述次级绕组的非同名端 接所述整流模块的第二输入端，所述整流模块的两个输出端分别作为所述推挽式DC-DC变 换电路输出正极和输出负极。
[0012] 进一步地，所述整流模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极 管；
[0013] 所述第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管构成全桥整流器，所述全 桥整流器的第一输入端、第二输入端分别作为所述整流模块的第一输入端、第二输入端；所 述全桥整流器的正输出端、负输出端分别作为所述推挽式DC-DC变换电路输出正极和输出 负极。
[0014] 进一步地，所述整流模块包括第五二极管、第六二极管、第二滤波电容及第三滤波 电容；
[0015] 所述第五二极管的阳极作为所述整流模块的第一输入端，且与所述第六二极管的 阴极连接，所述第二滤波电容和第三滤波电容串联在所述第五二极管的阴极和所述第六二 极管的阳极之间，所述第二滤波电容和第三滤波电容的串联节点作为所述整流模块的第二 输入端，所述第五二极管的阴极、所述第六二极管的阳极分别作为所述推挽式DC-DC变换 电路输出正极和输出负极。
[0016] 进一步地，所述第一开关管和所述第二开关管为半导体场效应管。
[0017] 进一步地，所述第一开关为继电器。
[0018] 进一步地，所述光伏电源为光伏电池。
[0019] 此外，还提供了一种光伏电力设备，包括上述的光伏变换电路。
[0020] 上述的光伏变换电路可接一到四个光伏电池作为输入电源，当输入电源为四个光 伏电池时，四个光伏的电池的正、负极分别接四个推挽模块的输入端正、负极；当作为输入 电源的光伏电池少于四个时，可将四个推挽模块中的一个或多个的输入端并联起来，再与 光伏电池的正极、负极相连。如此，光伏变换电路不包含IGBT，节省成本的同时，可以输出直 流电源和/或交流电源。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明较佳实施例中光伏变换电路的结构示意图；
[0022] 图2为图1所示光伏变换电路一个实施例中的原理图；
[0023] 图3为图1所示光伏变换电路另一个实施例中推挽模块的原理图；
[0024] 图4A、4B分别为图1所示光伏变换电路的输出直流电压、电流波形图；
[0025] 图5A、5B分别为图1所不光伏变换电路的输出交流电压、电流波形图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027] 请参阅图1及图2,本发明较佳实施例中可应用在光伏电力设备的光伏变换电路 包括第一推挽模块11、第二推挽模块12、第三推挽模块13、第四推挽模块14、直流电抗器 Ld。、交流电抗器La。、直流电容器Cd。和第一开关K。
[0028] 第一推挽模块11、第二推挽模块12、第三推挽模块13和第四推挽模块14用于接 入光伏电源（图未示出）并输出直流电，第一推挽模块11的输出正极slc]+与第二推挽模块 12的输出正极S2c]+以及直流电抗器1^。的一端相连，直流电抗器Ld。的另一端与直流电容器 Cdc的正极及第一开关K的一端相连，并作为光伏变换电路的输出正极直流母线DC+;第三推 挽模块13的输出负极S3。-与第四推挽模块14的输出负极S4。-、直流电容器Cd。的负极以及 第一开关K的另一端相连，并作为光伏变换电路的输出负极直流母线DC-。
[0029] 第一推挽模块11的输出负极Si。-与第三推挽模块13的输出正极S3c]+以及交流电 抗器La。的一个端点相连，交流电抗器L a。的另一个端点作为光伏变换电路交流侧的一个端 点ACa;第二推挽模块12的输出负极S 2c]-与第四推挽模块14的输出正极S4c]+相连，并作为 光伏变换电路交流侧的另一个端点ACb。
[0030] 光伏变换电路可接一到四个光伏电池作为输入电源，当输入电源为四个光伏电池 时，四个光伏的电池的正、负极分别接四个推挽模块的输入端正、负极；当作为输入电源的 光伏电池少于四个时，可将四个推挽模块中的一个或多个的输入端并联起来，再与光伏电 池的正极、负极相连。
[0031] 本实施例中，第一推挽模块11、第二推挽模块12、第三推挽模块13和第四推挽模 块14均至少包括至少一个推挽式DC-DC变换电路，或多个并联的推挽式DC-DC变换电路。 推挽模块的推挽式DC-DC变换电路为多个时，推相邻的推挽式DC-DC变换电路中相应的驱 动信号相位相差90°。
[0032] 请参阅图2,推挽式DC-DC变换电路（以第一推挽模块11为例）包括变压器T1、 第一开关管Ml 1、第二开关管M12、第一滤波电容Cl 1和整流模块111，变压器T1的具有初级 绕组和次级绕组，且初级绕组具有中间抽头。
[0033] 初级绕组的中间抽头和非同名端之间接第一