Mosfet光伏逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能发电领域，具体涉及一种MOSFET光伏逆变器。
【背景技术】
[0002] 太阳能具有安全、清洁和资源普遍性等优点，能够成为替代化石能源主要的可再 生能源。太阳能光伏发电在其开发研究、市场开拓以及产业化制造技术早已作为全球各国 激烈克争的焦点。
[0003] 图1是先有技术的光伏逆变器。如图1所示，目前的光伏逆变器是采用三相逆变 桥。为了限制光伏逆变器第一次启动产生的冲击电流时，首先闭合熔断器F1，通过预充电电 阻R对稳压电容充电，待电容充电完成后，最后闭合直流断路器。
[0004] 然而，这样的光伏逆变器却具有以下缺陷。
[0005]首先，交流断路器利用线圈中通过电流时，电磁铁内产生磁通，铁芯由于受到电场 力的作用，实现主电路合闸和分闸。由于逆变器启动时会产生较大的冲击电流，对供电的网 侧电压产生较大的电压闪变，同时由于启动应力较大，对电气设备产生冲击，使逆变器的使 用寿命降低。大型地面光伏电站要求电气设备使用寿命达到25年。交流断路器每日启停， 全寿命期间断路器通断次数超过18000次。此外，交流断路器在长期高频率使用过程中容 易出现螺丝松动、触头磨损等机械故障，进而造成逆变器停运，影响光伏电站发电量。
[0006]其次，为了限制光伏逆变器第一次启动产生的冲击电流时，首先闭合熔断器F1，通 过预充电电阻R对稳压电容充电，待电容充电完成后，最后闭合直流断路器。然而，由于预 充电过程时，稳压电容最大耐压是光伏阵列的开路电压，也就是说光伏逆变器的功率器件 的耐压必须大于光伏阵列的开路电压。因此，我们在设计光伏阵列的组串时，所串的光伏组 件的开路电压不应大于逆变器功率器件的耐压。因此，随着光伏产业的规模化发展，现有 的小容量的并网光伏逆变器已经成为制约光伏电站向智能化、模块化发展的瓶颈。 【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种MOSFET光伏逆变器，以提高光伏逆变器的并网容 量并解决光伏逆变器启动电流大，对电气设备冲击明显和故障率高的问题。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供了一种MOSFET光伏逆变器，所述MOSFET光伏逆 变器包括直流断路器、稳压电容、三相逆变桥、滤波器、MOSFET以及降压装置，其中，所述直 流断路器包括第三开关（SD，所述第三开关（SD设置于第三导线（L。）上，所述降压装置包 括预充电电阻（?)和非线性电阻（?)，所述预充电电阻（?)的一端通过第一导线连 接于所述稳压电容的正极，所述预充电电阻（?)的另一端通过第一导线与所述第三导 线（L。）连接，所述非线性电阻（R2)的一端通过第二导线（L2)与所述稳压电容的正极连接， 所述非线性电阻（?)的另一端接地，以及在所述第三导线（L。）上还设有第四开关（QB)、在 所述第一导线上设有第一开关（QBJ和在所述第二导线（L2)上设有第二开关（QB2)。
[0009]较佳地，所述预充电电阻为可调电阻。
[0010] 较佳地，所述降压装置还包括第一继电器，所述第一继电器用于控制所述第一开 关（QBi)的开闭。
[0011] 较佳地，所述降压装置还包括电源，所述电源与所述第一继电器电连接从而为所 述第一继电器提供电能。
[0012] 较佳地，所述降压装置还包括第一 CPU模块，所述第一 CPU模块与所述第一继电器 电连接从而向所述第一继电器发送指令。
[0013] 较佳地，所述M0SFET的输入端与所述滤波器的输出端电连接；以及所述M0SFET设 置成通过控制所述M0SFET的导通角，使得所述M0SFET光伏逆变器的输出电压从零值逐渐 增加，直到所述M0SFET全部导通之后，所述M0SFET光伏逆变器的输出电压达到最大值。
[0014] 较佳地，所述M0SFET光伏逆变器还包括交流主接触器，所述交流主接触器设置成 当所述M0SFET全部导通后，所述交流主接触器闭合，以及所述M0SFET设置成当所述交流主 接触器闭合后所述M0SFET断开。
[0015] 较佳地，所述交流主接触器与所述M0SFET并联。
[0016] 较佳地，所述M0SFET光伏逆变器还包括控制系统，所述控制系统包括软启动模块 和第二CPU模块，所述软启动模块和所述第二CPU模块电连接，以及所述软启动模块包括多 个第二继电器，所述多个第二继电器设置成从所述第二CPU模块接收指令并根据该指令控 制所述M0SFET和所述交流主接触器的导通和断开。
[0017] 较佳地，所述多个第二继电器包括一类继电器、二类继电器和三类继电器，所述控 制系统设置成：
[0018] 当所述M0SFET的输入端的交流电压与所述M0SFET的输出端将接入的电网电压 同频、同相时，所述第二CPU模块发送指令给所述一类继电器，所述一类继电器控制所述 M0SFET开启，所述M0SFET的输出电压逐渐增加，直到所述M0SFET全部导通；以及
[0019] 当所述M0SFET光伏逆变器在额定电压运行后，所述第二CPU模块分别给所述二类 继电器和所述三类继电器发送指令，使得所述二类继电器控制所述M0SFET断开，所述三类 继电器控制所述交流主接触器闭合，从而完成所述M0SFET光伏逆变器的启动过程。
[0020] 通过本实用新型的M0SFET光伏逆变器，可以提高光伏逆变器的并网容量，还可以 降低启动电流，减小光伏逆变器启动时对电网的冲击，提高设备集成化程度，节省设备资 本，保证系统工作的稳定性和可靠性，从而提高了供电质量和设备使用寿命。同时与传统光 伏逆变器相比，省掉断路器，与箱式变电站配合使用，满足保护的选择特性，节省了设备的 占用空间，实现了设备的集成化发展。
【附图说明】
[0021] 图1是现有技术的光伏逆变器的拓扑结构图。
[0022] 图2是本实用新型的M0SFET光伏逆变器的拓扑结构图。
[0023] 图3是本实用新型的M0SFET光伏逆变器的第二CPU模块控制示意图。
[0024] 图4是本实用新型的M0SFET光伏逆变器的软启动模块控制示意图。
[0025] 图5是本实用新型的M0SFET光伏逆变器的M0SFET调压电路中对应的相电压图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实 用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限 制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
[0027] 术语说明
[0028] 光伏逆变器：通过电力电子器件连接电阻电容，以脉冲宽度调制的方式控制器件 的通断，把汇流箱传输来的直流电转变成交流电，同时完成光伏组件的最大功率点跟踪，保 证智能控制及反孤岛效应等。
[0029] 预充电电阻：在逆变器的直流母线电容器在充电前两端电压为零，在设备充电的 瞬间相当于短路，会产生很大的冲击电流，很容易造成逆变器的功率器件损坏。因此需要在 预充电过程中在充电回路串联一电阻，以起到限制电流的作用。这电阻就称为预充电电阻。
[0030] 稳压电容：电压源正负端并联一电容，用于斩波、逆变等电路时，具有很好的滤波 作用；当电压变化时，由于电容储能的作用，两端的电压不能突变，保证了电压的平稳。
[0031] M0SFET:电力场效应晶体管，是利用回路的电场效应来控制回路电流的一种半导 体器件，其特点是体积小、重量轻、寿命长且输入回路的电阻高达10M~lOOOGohm。
[0032] 本实用新型的M0SFET光伏逆变器通常包括直流断路器、稳压电容、三相逆变桥、 滤波器、M0SFET以及降压装置，其中，该直流断路器包括第三开关（SJ，该第三开关（SJ设 置于第三导线（L。）上，该降压装置包括预充电电阻（?)和非线性电阻（R2)，该预充电电阻 (?)的一端通过第一导线连接于该稳压电容的正极，该预充电电阻（?)的另一端通过 第一导线（LJ与该第三导线（L。）连接，该非线性电阻（R2)的一端通过第二导线（L2)与该 稳压电容的正极连接，该非线性电阻（?)的另一端接地，以及在该第三导线（L。）上还设有 第四开关（QB)、在该第一导线上设有第一开关（QBD和在该第二导线（L2)上设有第二 开关（QB2)。
[0033] 下面结合图1对本实用新型的M0SFET光伏逆变器的一实施例进行详细说明。
[0034] 图1是本实用新型的M0SFET光伏逆变器100的拓扑结构图。如图1所示，M0SFET 光伏逆变器100包括直流断路器10、稳压电容20、三相逆变桥30、滤波器40、降压装置50、 M0SFET60以及交流主接触器70。其中，直流断路器10、稳压电容20、三相逆变桥30、滤波器 40依次经由导线电连接，滤波器40的输出端与交流主接触器70的输入端和M0SFET60的输 入端电连接，交流主接触器70和M0SFET60并联，直流断路器10用于连接光伏组件，交流断 路器用于连接电网。
[0035] 降压装置50包括第一CPU模块51、继电器52、电源53、预充电电阻&、非线性电 阻R2、第一导线Q、第二导线L2、第一开关(?、第二开关QB2以及第四开关QB。
[0036] 直流断路器10包括多个开关，其中第三开关置于第三导线L。上，预充电电阻 札的一端通过第一导线L1连接于稳压电容20的正极，预充电电阻Ri的另一端通过第一导 线1^连接于第三导线L。上，非线性电阻R2的一端通过第二导线L2与稳压电容20的正极连 接，非线性电阻R2的另一端接地，在第三导线L。上还设有第四开关QB、在第一导线Li上设 有第一开关QBi和在第二导线L2上设有第二开关QB2。其中，直流断路器10的多个开关先 并联后再通过第三导线L。与稳压电容20串联，第四开关QB用于控制直流断路器10与稳 压电容20的通断。
[0037] 较佳地，预充电电阻札为可调电阻。
[0038] 电源53与第一继电器52电连接从