一种光伏并网逆变器的制作方法

本发明涉及技术领域逆变器，具体而言，涉及一种光伏并网逆变器。

背景技术：

在非隔离光伏并网逆变器中，随着变压器的消失，其与电网没有了电气隔离会在逆变器电路中产生共模电压干扰，导致光伏发电系统与大地之间存在共模漏电流，会给工作人员及设备带来很大的安全隐患，因此在非隔离光伏并网逆变器系统中必须通过采取措施来抑制漏共模电流的产生。

技术实现要素：

本发明解决的问题是：如何抑制非隔离光伏并网逆变器的共模电流。

为解决上述问题，本发明提出一种光伏并网逆变器，包括dsp模块和逆变电路，所述逆变电路包括开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t4、开关管t5、开关管t6、二极管d1、电容c1、电阻r1及电阻r2；光伏电池输出端正极依次经开关管t5、开关管t1、开关管t2与光伏电池输出端负极相连，开关管t1、开关管t5的公共端依次经开关管t3、开关管t6、开关管t4与光伏电池输出端负极相连，开关管t1和开关管t2的公共端、开关管t3和开关管t6的公共端经滤波电路接入电网，开关管t6、开关管t4的公共端经二极管d1的阳极和阴极与开关管t1和开关管t2的公共端相连；光伏电池输出端正极还经电容c1与其负极相连，光伏电池输出端正极还依次经电阻r1、电阻r2与其负极相连，电阻r1、电阻r2的公共端还与开关管t1、开关管t2的公共端相连；开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t4、开关管t5、开关管t6的控制端均分别与所述dsp模块相连。

可选的，所述光伏并网逆变器还包括驱动电路，所述驱动电路接入所述dsp模块与开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t4、开关管t5或开关管t6的控制端之间。

可选的，所述驱动电路包括tlp250芯片、电阻r3、电阻r4和电阻r5，所述dsp模块输出的pwm信号接入tlp250芯片的2号引脚，tlp250芯片的6号引脚与7号引脚相连且经电阻r4输出驱动信号以驱动开关管。

可选的，所述驱动电路还包括二极管d2，二极管d2与电阻r4并联，二极管d2的阴极与tlp250芯片的6号、7号引脚相连。

可选的，所述光伏并网逆变器还包括直流电压检测电路和直流电流检测电路，光伏电池的输出端分别经所述直流电压检测电路、所述直流电流检测电路与所述dsp模块相连。

可选的，所述直流电压检测电路包括分压电路、电压跟随器和钳位保护电路，光伏电池的输出端依次经所述分压电路、所述电压跟随器以及所述钳位保护电路与所述dsp模块相连。

可选的，所述光伏并网逆变器还包括过零检测电路，所述逆变电路的输出端电流或电网电压经所述过零检测电路输入所述dsp模块。

相对于现有技术，本发明所述的光伏并网逆变器具有以下优势：

(1)本发明所述的光伏并网逆变器通过构造不同的续流回路并通过电阻分压将共模电压钳位在直流母线的一半，使系统在续流阶段实现光伏阵列与电网断开连接，实现共模电压的恒定，极大的抑制了共模漏电流，提高了光伏并网逆变器的安全性；

(2)驱动电路包括二极管d2，二极管d2与电阻r4并联，二极管d2的阴极与tlp250芯片的6号、7号引脚相连，开关管关断时，驱动电路输出低电平，由于二极管d2的压降小于相同驱动关断电流在电阻r4上产生的压降，开关管的栅极电容存储的电荷通过二极管d2快速放电，电路过流时开关管可实现快速关断，保护速度更快，且降低了电路的损耗。

附图说明

图1为本发明实施例所述的光伏并网逆变器的结构框图；

图2为本发明实施例所述的逆变电路的电路图；

图3为本发明实施例所述的驱动电路的电路图；

图4为本发明实施例所述的直流电压检测电路的电路图；

图5为本发明实施例所述的过零检测电路的电路图。

附图标记说明：

10-逆变电路；20-滤波电路；30-分压电路；40-电压跟随器；50-钳位保护电路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示，其为本实施例中光伏并网逆变器的结构框图，所述光伏并网逆变器包括dsp模块和逆变电路10，如图2所示，所述逆变电路10包括开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t4、开关管t5、开关管t6、二极管d1、电容c1、电阻r1及电阻r2；光伏电池输出端正极依次经开关管t5、开关管t1、开关管t2与光伏电池输出端负极相连，开关管t1、开关管t5的公共端依次经开关管t3、开关管t6、开关管t4与光伏电池输出端负极相连，开关管t1和开关管t2的公共端、开关管t3和开关管t6的公共端经滤波电路20接入电网，开关管t6、开关管t4的公共端经二极管d1的阳极和阴极与开关管t1和开关管t2的公共端相连；光伏电池输出端正极还经电容c1与其负极相连，光伏电池输出端正极还依次经电阻r1、电阻r2与其负极相连，电阻r1、电阻r2的公共端还与开关管t1、开关管t2的公共端相连；开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t4、开关管t5、开关管t6的控制端均分别与所述dsp模块相连。

其中，光伏电池输出端正极依次经开关管t5的集电极和发射极、开关管t1的集电极和发射极、开关管t2的集电极和发射极与光伏电池输出端负极相连，开关管t1、开关管t5的公共端依次经开关管t3的集电极和发射极、开关管t6的集电极和发射极、开关管t4的集电极和发射极与光伏电池输出端负极相连。

本实施例中，逆变电路10的工作过程如下：

第一阶段：dsp模块控制开关管t4、开关管t5、开关管t6导通，开关管t1、开关管t2、开关管t3关断，逆变器的共模电压为0.5upv，upv为光伏电池的输出电压；

第二阶段：开关管t6导通，开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t5、开关管t6关断，dsp模块控制逆变器与电网断开，这一阶段为续流阶段，续流电流仅流过开关管t6和二极管d1，逆变器的共模电压约为0.5upv；

第三阶段：开关管t2、开关管t3、开关管t5导通，开关管t1、开关管t4、开关管t6关断，电流流过开关管t3、开关管t2、开关管t5，逆变器的共模电压为0.5upv；

第四阶段：开关管t3、开关管t6导通，开关管t1、开关管t2、开关管t4、开关管t5关断，dsp模块控制逆变器与电网断开，这一阶段为续流阶段，逆变器的共模电压约为0.5upv。

由于开关管寄生结电容充放电的影响，逆变器共模电压在续流阶段并不能完全保持恒定。逆变器通过构造新的续流回路，可以在理论上保证共模电压恒定，由于开关管寄生结电容的存在，在其高频充放电时系统的共模电压产生高频脉动。本实施例中，电容c1为直流母线电容，通过串联分压电阻r1和电阻r2对直流母线进行分压，电阻r1和电阻r2的公共端电压等于直流母线电压的一半，从而将共模电压钳位在直流母线的一半，使得在续流阶段实现共模电压恒定。

这样，本实施例通过构造不同的续流回路并通过电阻分压将共模电压钳位在直流母线的一半，使系统在续流阶段实现光伏阵列与电网断开连接，实现共模电压的恒定，极大的抑制了共模漏电流，提高了光伏并网逆变器的安全性。

可选的，如图1所示，所述光伏并网逆变器还包括驱动电路，所述驱动电路接入所述dsp模块与开关管t1、开关管t2、开关管t3、开关管t4、开关管t5或开关管t6的控制端之间。

具体的，如图3所示，所述驱动电路包括tlp250芯片、电阻r3、电阻r4和电阻r5，所述dsp模块输出的pwm信号接入tlp250芯片的2号引脚，tlp250芯片的6号引脚与7号引脚相连且经电阻r4输出驱动信号以驱动开关管。

在逆变电路10中，开关管选用的是mos管，mos管属于电压驱动型器件，它的栅极与源极间的电容非常大，而且mos管的通态压降和它的开关性能都直接受到栅极电压的影响，若栅极电压降低，会使得开关管的通态损耗增大，导致它的导通时间增长；若栅极电压升高，会使得开关管的导通时间和通态损耗都减小，但它的关断时间就会增加，假使电路发生故障，那么它的短路电流就会迅速增加。dsp模块输出的驱动脉冲信号不能够直接驱动逆变电路10中的mos管。

本实施例中，tlp250芯片具有隔离作用，而且驱动电路结构简单，稳定性好，dsp模块输出的pwm脉冲经过限流电阻r3作用后接入tlp250芯片的2号引脚，tlp250驱动芯片的6号引脚和7号引脚通过限流电阻r4作用后接入mos管，可完成驱动mos管的功能。

可选的，如图3所示，所述驱动电路还包括二极管d2，二极管d2与电阻r4并联，二极管d2的阴极与tlp250芯片的6号、7号引脚相连。开关管关断时，驱动电路输出低电平，由于二极管d2的压降小于相同驱动关断电流在电阻r4上产生的压降，开关管的栅极电容存储的电荷通过二极管d2快速放电。这样，由于二极管d2的作用，本实施例中电路过流时开关管可实现快速关断，保护速度更快，且降低了电路的损耗。

可选的，如图1所示，所述光伏并网逆变器还包括直流电压检测电路和直流电流检测电路，光伏电池的输出端分别经所述直流电压检测电路、所述直流电流检测电路与所述dsp模块相连。

其中，直流电压检测电路用于检测光伏电池的输出电压，直流电流检测电路用于检测光伏电池的输出电流，可通过检测输入电压电流实现现最大功率点跟踪及输入过压、欠压保护。

具体的，如图4所示，所述直流电压检测电路包括分压电路30、电压跟随器40和钳位保护电路50，光伏电池的输出端依次经所述分压电路30、所述电压跟随器40以及所述钳位保护电路50与所述dsp模块相连。

其中，分压电路30用于将光伏电池的输出电压转化为输入电压跟随器40的安全电压，钳位保护电路50用于将电压跟随器40的输出电压钳位到0-3.3v，提供输入到dsp模块的a/d转换引脚输入的安全电压。分压电路30通过电阻分压，分压后的电压通过两个电压跟随器40作用，再经过电阻r11和电容c4作用后送给dsp模块的a/d转换引脚。两个电压跟随器40主要用来实现输入端与输出端阻抗隔离dsp模块的a/d转换单元。

其中，将直流电压检测电路的分压电路30换成电流霍尔传感器即可得到直流电流检测电路，从而直流电流检测电路同样包括电压跟随器40和钳位保护电路50，其原理与流电压检测电路基本相同。

可选的，如图1所示，所述光伏并网逆变器还包括过零检测电路，所述逆变电路10的输出端电流或电网电压经所述过零检测电路输入所述dsp模块。

具体的，如图5所示，过零检测电路包括电压互感器、电流互感器、二极管d5、二极管d6、电阻r12、电阻r13、运算放大器u3、电阻r14、二极管d7、二极管d8，电流互感器用于检测并网电流，电压互感器用于检测电网电压，过零检测电路的输入为电流互感器或电压互感器的二次侧电压。二极管d5、二极管d6具有限幅作用，两端电压最大为0.7v，将两个二极管的中间电平连接到地，使得正负端对地的输入电压范围为-0.35v-+0.35v，通过运放放大后经钳位电路送入dsp模块的捕获引脚。过零检测电路用于对并网电流和电网电压进行过零检测，将正弦信号大于零的值转换为高电平，将正弦信号小于零的值转换为低电平，以实现并网电流与电网电压同频同相。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。