专利名称：太阳能逆变电路及装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到太阳能发电技术领域，特别涉及到一种太阳能逆变电路及装置。
背景技术：
太阳能逆变器是一种电源转换装置，它可以把太阳能电池板的直流电压转换为交流电压，用于驱动家用电器、照明及电机工具等交流负载，太阳能逆变器的应用越来越广泛，对其输出效率的要求也越来越高，这就要保证低的导通损耗。单相全桥逆变电路一般是由功率开关器件和交流滤波电感组成，上、下桥臂各分布有两个功率开关器件。采用此种拓扑结构，由于采用单个功率开关器件，不利于降低导通损耗，且当功率开关器件损坏时，逆变器便无法正常工作，影响系统可靠性。
实用新型内容本实用新型的主要目的为提供一种太阳能逆变电路及装置，可降低导通损耗及开关损耗，并可提高逆变器的工作效率，提高系统可靠性。本实用新型提供一种太阳能逆变电路，包括逆变器和两滤波电感，所述逆变器的输入端与太阳能电池板相连，输出端与滤波电感相连，逆变器包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括第一开关和第二开关，所述下桥臂包括第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关分别由功率开关器件并联构成。优选地，对第一开关和第二开关进行脉宽调制时，所述第三开关、第四开关按以下流程进行换相工作在正半周期，当第一开关进行脉宽调制时，第四开关维持正半周期开启操作，第二开关和第三开关在正半周期保持关断；在负半周期，当第二开关进行脉宽调制时，第三开关保持开启状态，第一开关和第四开关在负半周期关断。优选地，所述第一开关与所述第二开关并联设置，且均为IGBT开关管。优选地，所述第三开关与所述第四开关为并联设置。优选地，所述功率开关器件为MOSFET开关管。优选地，所述第三开关和第四开关的换相工频为50HZ或60HZ。本实用新型还提供一种太阳能逆变装置，包括太阳能逆变电路，所述太阳能逆变电路包括逆变器和两滤波电感，所述逆变器的输入端与太阳能电池板相连，输出端与滤波电感相连，逆变器包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括第一开关和第二开关，所述下桥臂包括第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关分别由功率开关器件并联构成。本实用新型提供的一种太阳能逆变电路及装置，通过在下桥臂上分别用两个开关管替代单个开关管来实现逆变器功能，降低了开关管的电阻，从而降低导通损耗及开关损耗，并可防止因单管损坏导致逆变器无法工作，提高系统可靠性。
[0012]图1为本实用新型太阳能逆变电路及装置的电路示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。参照图1，提出了本实用新型太阳能逆变电路的一实施例，太阳能逆变电路包括逆变器和两滤波电感Li、L2，逆变器的输入端与太阳能电池板相连，输出端与滤波电感Li、L2 相连，逆变器包括上桥臂和下桥臂，上桥臂包括第一开关Pl和第二开关P2，下桥臂包括第三开关W和第四开关N2，第三开关m和第四开关N2由功率开关器件并联构成，本实施例中，第三开关W由两个开关器件Sl和S2并联构成，第四开关N2由两个开关器件S3和S4 并联构成。逆变器与太阳能电池板相连，可将太阳能电池板所发出的直流电，经对逆变器上桥臂的第一开关Pl和第二开关P2进行脉宽调制后，输出交流电，来驱动家用电器、照明及电机工具等交流负载，滤波电感Li、L2连接在逆变器的输出端，用来抑制谐波。本发明所提供的太阳能逆变电路，将功率开关器件Sl和S2、S3和S4并联连接，使第三开关m和第四开关N2的导通电阻降低，可减小逆变器下桥臂的导通损耗，提高逆变器的工作效率；且当并联连接的功率开关器件Si、S2和S3、S4其中的一个损坏时，另一个还可以继续工作，从而可提高逆变电路的可靠性。在一实施例中，对第一开关Pl和第二开关P2进行脉宽调制时，第三开关m和第四开关N2按以下流程进行换相工作在正半周期，当第一开关Pl进行脉宽调制时，第四开关N2维持正半周期开启操作，第二开关P2和第三开关m在正半周期保持关断；在负半周期，当第二开关P2进行脉宽调制时，第三开关m保持开启状态，第一开关Pl和第四开关N2 在负半周期关断。对逆变器上桥臂的第一开关Pl和第二开关P2进行脉宽调制，对应的下桥臂第三开关W和第四开关N2换相工作。经脉宽调制后的输出波形，经过滤波电感Li、L2进行滤波后，可得到正弦交流电压。第一开关P1、第二开关P2及第三开关m、第四开关N2分别由互补的信号控制，在进行脉宽调制时，同一桥臂上的两个开关不会同时导通，可防止电源短路，且经过脉宽调制后，可输出用来驱动交流负载的正弦交流电压。在上述实施例中，第一开关Pl和第二开关P2并联设置，且均为IGBT开关管。逆变器上桥臂包括第一开关Pl和第二开关P2，本实施例中，第一开关Pl和第二开关P2为并联设置，且均可为IGBT开关管。IGBT开关管可在20kHz或以上的工作频率下， 对太阳能电池板所输入的电压进行脉宽调制，输出50Hz或60Hz的电压，经滤波电感L1、L2 进行滤波，得到低谐波的正弦交流电压。采用IGBT开关管可在20kHz或以上的高频率下进行脉宽调制，对输出的正弦交流电压进行滤波时，只需采用较小体积的滤波电感Ll和L2，便可有效抑制谐波。在上述实施例中，第三开关m和第四开关N2为并联设置。逆变器下桥臂包括第三开关m和第四开关N2，本实施例中，第三开关m和第四开关N2为并联设置。将第三开关m和第四开关N2设置为并联，第一开关Pl和第二开关P2正半周期和负半周期进行脉宽调制时，对应的第三开关W和第四开关N2可分别导通和关断，使逆变器输出正弦交流电压。在上述实施例中，功率开关器件为MOSFET开关管。并联连接的功率开关器件Sl和S2、S3和S4,分别构成逆变器下桥臂的第三开关附和第四开关N2，本实施例中，功率开关器件Sl和S2、S3和S4可为MOSFET开关管。MOSFET 开关管的驱动功率很小，开关速度快，在对第一开关Pl和第二开关P2进行脉宽调制，对应的第三开关W和第四开关N2导通时，便可减小开关阻耗。功率开关器件Sl和S2、S3和S4采用MOSFET开关管，由于MOSFET开关管的驱动功率小、开关速度快，在导通时，可减小开关阻耗，且将2个MOSFET开关管并联，可以使第三开关W和第四开关N2的电阻降低，从而降低导通损耗，提高逆变器的效率。在上述实施例中，第三开关m和第四开关N2的换相工频为50HZ或60HZ。在脉宽调制的正半周期，第一开关Pl和第四开关N2同时导通，第一开关Pl被切换到20kHz或以上的工作频率，此时，第四开关N2被切换到50HZ或60HZ的频率下进行换相工作；负半周期时，第二开关P2和第三开关m同时导通，第二开关P2被切换到20kHz或以上的工作频率，此时，第三开关m被切换到50HZ或60HZ的频率下进行换相工作。第三开关m和第四开关N2导通时，被切换到50HZ或60H的低频下进行换相工作， 可降低开关损耗和导通损耗，提高太阳能逆变电路系统的可靠性。本实用新型还提供一种太阳能逆变装置，该装置包括太阳能逆变电路，所述太阳能逆变电路包括逆变器和两滤波电感L1、L2，逆变器的输入端与太阳能电池板相连，输出端与滤波电感Li、L2相连，逆变器包括上桥臂和下桥臂，上桥臂包括第一开关Pl和第二开关 P2，下桥臂包括第三开关m和第四开关N2，第三开关m和第四开关N2由功率开关器件并联构成。逆变器与太阳能电池板相连，可将太阳能电池板所发出的直流电，经对逆变器上桥臂的第一开关Pl和第二开关P2进行脉宽调制后，输出交流电，来驱动家用电器、照明及电机工具等交流负载，滤波电感Li、L2连接在逆变器的输出端，用来抑制谐波。本实用新型提供的太阳能逆变装置，其逆变电路的结构、原理及其实施的有益效果可参照上述图1所对应实施例的叙述，在此不做重复描述。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。
权利要求1.一种太阳能逆变电路，包括逆变器和两滤波电感，所述逆变器的输入端与太阳能电池板相连，输出端与滤波电感相连，逆变器包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括第一开关和第二开关，所述下桥臂包括第三开关和第四开关，其特征在于，所述第三开关和第四开关分别由功率开关器件并联构成。
2.如权利要求1所述的太阳能逆变电路，其特征在于，对第一开关和第二开关进行脉宽调制时，所述第三开关、第四开关按以下流程进行换相工作在正半周期，当第一开关进行脉宽调制时，第四开关维持正半周期开启操作，第二开关和第三开关在正半周期保持关断；在负半周期，当第二开关进行脉宽调制时，第三开关保持开启状态，第一开关和第四开关在负半周期关断。
3.如权利要求2所述的太阳能逆变电路，其特征在于，所述第一开关与所述第二开关并联设置，且均为IGBT开关管。
4.如权利要求3所述的太阳能逆变电路，其特征在于，所述第三开关与所述第四开关为并联设置。
5.如权利要求4所述的太阳能逆变电路，其特征在于，所述功率开关器件为MOSFET开关管。
6.如权利要求5所述的太阳能逆变电路，其特征在于，所述第三开关和第四开关的换相工频为50HZ或60HZ。
7.一种太阳能逆变装置，包括权利要求1至6中任一项所述的太阳能逆变电路。
专利摘要本实用新型揭示了一种太阳能逆变电路及装置，包括逆变器和两滤波电感，所述逆变器的输入端与太阳能电池板相连，输出端与滤波电感相连，逆变器包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括第一开关和第二开关，所述下桥臂包括第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关分别由功率开关器件并联构成。本实用新型提供的一种太阳能逆变电路及装置，可降低导通损耗及开关损耗，并可提高逆变器的工作效率，提高系统可靠性。
文档编号H02M7/521GK202094816SQ20112016593
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者胡显友 申请人:深圳和而泰智能控制股份有限公司