一种单相非隔离型光伏并网逆变器的制造方法
【专利摘要】本发明型提供了一种单相非隔离型光伏并网逆变器，该逆变器在传统全桥逆变器的交流输出侧构建了一条由一个功率开关器件和4个快恢复二极管组成的双向的续流通路，使得逆变器的负载在续流过程中，大电网与光伏组件之间断开联系，以保证逆变器的交流输出侧两端的共模电压保持恒定，可以有效地抑制共模漏电流的产生。该逆变器优点：转换效率高；投资少，体积小，重量轻；共模漏电流小。
【专利说明】
一种单相非隔离型光伏并网逆变器
技术领域
[0001]本发明型涉及太阳能光伏发电领域，具体能有效抑制共模漏电流的一种单相非隔离型光伏并网逆变器。【背景技术】
[0002]光伏发电并网技术在我国正得到重视，单相非隔离型光伏并网逆变器以其成本低、重量轻、体积小、转换效率高等突出优点，成为了近年来研究的热点，常应用于中小功率等级的光伏发电并网系统。然而，这种逆变器结构不含有高频或低频变压器，使得光伏组件和电网之间有了电气连接，如果不加以抑制，可能会使共模漏电流大幅增加，一方面降低转换效率，并带来电磁干扰问题，另一方面会带来安全隐患。因此，共模电流的抑制或消除问题是非隔离型光伏并网逆变器必须要解决的关键问题。共模电流的抑制或消除可能有多条途径，采用合适的拓扑结构和合适的调制技术以使共模电压恒定，使其共模漏电流基本为零。传统全桥逆变器采用双极性SPWM调制方式可以使共模漏电流基本为零，然而其存在转换效率低、开关频率高、输出电压变化范围大引起的电流纹波大等缺点限制它的应用。相反单极性调制方式转换效率高、开关频率相对低、输出电压变化范围小引起的电流纹波也小， 只是传统全桥逆变器采用单极性SPWM调制方式共模电压不能保持恒定，由其激励产生的共模漏电流却会远大于光伏并网标准，从而极大地限制了它的使用。因此，如何在保持单极性调制优点的基础上有效抑制共模漏电流，是当今学术界研究的热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于发明一种单相非隔离型光伏并网逆变器，使其保持单极性调制的各项优点，并且可以保持共模电压恒定以达到有效抑制共模漏电流的目的。
[0004]为解决上述问题，本发明型的方案是:一种单项非隔离型光伏并网逆变器，包括依次连接在光伏组件两端的滤波电容，单相光伏逆变电路，交流滤波器和大电网，其特征在于:所述单项光伏逆变电路包括全桥拓扑电路和续流通路电路，续流通路电路与全桥拓扑电路第一开关管S1漏极、第二开关管S2源极连接作为与交流滤波器连接的一个输出端A，续流通路电路与全桥拓扑电路第三开关管S3 漏极、第四开关管S4源极连接作为与交流滤波器连接的一个输出端B，续流通路电路包括四个续流二极管和一个开关管；第一续流二极管VDiE极和第三续流二极管VD3负极连接作为续流通路电路的输出端 A，第二续流二极管VD2正极和第四续流二极管VD4负极连接作为续流通路电路的输出端B;第一续流二极管VDig开关管S5与第四续流二极管VD4连接，第一续流二极管VDi和第四续流二极管VD4极性方向相同；第二续流二极管VD2经开关管S5与第三续流二极管VD3连接，第二续流二极管VD2和第三续流二极管VD3极性方向相同。
[0005]续流二极管为快速恢复二极管。
[0006]有益效果:与现有技术相比，本发明型的优点是:1.续流过程中，共模电压的值与光伏组件向大电网供电时的共模电压值相等，即使逆变电路在整个工作过程中的共模电压保持恒定，从根本上抑制了共模漏电流的产生。
[0007]2.续流过程中，电流不流经反向恢复问题严重的体二极管，而是从专门的快恢复 ^■极管流过，有利于效率的提尚。
[0008]3.光伏组件向大电网供电过程中，电流流经的器件少，而且器件的开关频率较低， 转换效率进一步提高。[〇〇〇9] 4.交流输出端电压变化小，由电压波动所引起的入网电流纹波也小。
[0010]【附图说明】:下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:附图为本发明型的结构图。
[0011]图中，1是光伏组件，2是滤波电容，3是单相光伏逆变电路，4是交流滤波器，5是电网，6是续流通路电路。[〇〇12]【具体实施方式】:下面结合附图并通过实施例对本发明型作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明型的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0013]在本发明中，一种单相非隔离型光伏并网逆变器，包括逆变电路3,双向续流通路 6。此逆变电路有3种工作方式:1)31和34闭合，32、33、35断开，输出电压11()=1](]。，共模电压1^= Udc/2; 2 ) S2 和 S3 闭合，S1、S4、S5断开，输出电压u〇=-Udc，共模电压ucM=Udc/2; 3 ) S2、S3、S1、S4均断开、S5闭合，无论续流电流的方向是从A流向B还是从B流向A，均有输出电压UQ=0，共模电压 uCM=Udcy2;因此在所有的几种工作模态中共模电压均保持u?=Udcy2不变，从而共模漏电流基本为零。[〇〇14]下面进行更详细地描述:具体控制如下:采用单极性调制方式，用单极性等腰三角波作为载波(uc)。在信号波 (Ur)的正半周，S2、S3 —直断开，当Ur>UC时，S5断开，S1和S4闭合，UQ=Udc。当Ur〈UC时，S1和S4断开，S5闭合，UQ=0。在信号波(Ur)的负半周，Sl、S4—直断开，当Ur〈UC时，S5断开，S2和S3闭合，U0 =_Udc。当Ur>UC时，S2和S3断开，S5闭合，UQ=0。
[0015]该逆变器交流输出侧的SPWM电压波形与传统逆变桥单极性调制方式时完全相同， 在信号波的正半周只有Udc和0两种电平，在信号波的负半周只有-Udc和0两种电平，而共模电压一直保持Udc/2不变，基本上消除了共模漏电流的产生。
[0016]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种单项非隔离型光伏并网逆变器，包括依次连接在光伏组件(1)两端的滤波电容 (2)，单相光伏逆变电路(3)，交流滤波器(4)和电网(5)，其特征在于:所述单项光伏逆变电 路包括全桥拓扑电路和续流通路电路(6)，续流通路电路(6)与全桥拓扑电路第一开关管S1 漏极、第二开关管S2源极连接作为与交流滤波器(4)连接的一个输出端A，续流通路电路(6) 与全桥拓扑电路第三开关管S3漏极、第四开关管S4源极连接作为与交流滤波器(4)连接的 一个输出端B，续流通路电路(6)包括四个续流二极管和一个开关管；第一续流二极管VDiE极和第三续流二极管VD3负极连接作为续流通路电路(6)的输出 端A，第二续流二极管VD2正极和第四续流二极管VD4负极连接作为续流通路电路(6)的输出 端B;第一续流二极管VDig开关管S5与第四续流二极管VD4连接，第一续流二极管VDi和第四 续流二极管VD4极性方向相同；第二续流二极管VD2经开关管S5与第三续流二极管VD3连接，第二续流二极管VD2和第三 续流二极管VD3极性方向相同。2.根据权利1所述的一种单项非隔离型光伏并网逆变器，其特征在于:所述续流二极管 为快速恢复二极管。
【文档编号】H02M1/12GK105958526SQ201610047357
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】康家玉, 王旭, 周猛, 刘甲琛, 曹志威
【申请人】陕西科技大学