一种逆变拓扑及逆变器的制作方法

本发明属于逆变器，尤其涉及一种逆变拓扑及逆变器。

背景技术：

1、非隔离式光伏储能逆变器架构不含隔离变压器，拥有变换效率高，体积、重量和成本低的优势。但是，由于光伏电池板对地存在寄生电容，而逆变器开关器件的开关动作容易产生高频交变电压，该电压作用在寄生电容之上，且变压器的消除使得光伏组件和电网有了电气连接从而形成回路，最终导致高频共模电流的产生，如图1。高频共模电流的产生会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加，甚至危及设备和人员安全。

2、目前市场上的非隔离式光伏储能逆变器所采用的逆变拓扑，通常在理论上可以抑制共模电流的产生。但是在实际应用中存在开关管关断特性不一致、开关管具有寄生参数等因素，容易导致拓扑无法运行在理想状态下，从而容易导致共模电流的产生，为了降低共模电流，通常需要在功率回路中接入高阻抗滤波器，这将导致产品体积增大、系统转换效率下降及产品成本上升。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种逆变拓扑及逆变器，以解决上述的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的一种逆变拓扑及逆变器的具体技术方案如下：

3、一种逆变拓扑，包括：

4、输入正极，用于与直流电源的正母线相连接；

5、输入负极，用于与直流电源的负母线相连接；

6、桥臂模块；所述桥臂模块包括桥臂一、桥臂二及续流单元；每个所述桥臂一和桥臂二均包括至少两个串联的开关管；所述桥臂一的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；所述桥臂二与所述桥臂一相并联；所述续流单元与桥臂一、桥臂二相连接；

7、分压模块；所述分压模块的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；以及，

8、均衡桥臂；所述均衡桥臂的一端与所述分压模块的电位中点相连接，另一端与所述桥臂一的中点相连接；所述均衡桥臂至少包括两个反向串联的开关管。

9、进一步的，所述桥臂一包括开关管q1与开关管q2，所述开关管q1与开关管q2顺序串联；所述开关管q1与开关管q2的连接点设为a点；所述桥臂二包括开关管q3与开关管q4，所述开关管q3与开关管q4顺序串联；所述开关管q3与开关管q4的连接点设为b点；所述续流单元包括开关管q5与开关管q6，所述开关管q5与开关管q6反向串联；所述均衡桥臂包括开关管q7与开关管q8，所述开关管q7与开关管q8反向串联；所述续流单元两端分别与桥臂一的a点及桥臂二的b点相连。

10、进一步的，所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5、开关管q6、开关管q7和开关管q8为n沟道mosfet，所述开关管q1的漏极连接输入正极，所述开关管q1的源极与开关管q2的漏极连接，所述开关管q2的源极连接输入负极；所述开关管q3的漏极连接输入正极，所述开关管q3的源极与开关管q4的漏极连接，所述开关管q4的源极连接输入负极；所述开关管q5的源极连接a点，所述开关管q5的漏极与开关管q6的漏极连接，所述开关管q6的源极连接b点，所述开关管q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管q7的源极与开关管q8的源极连接，所述开关管q8的漏极连接桥臂一的a点。

11、进一步的，所述续流单元替换为包括二极管d1、二极管d2、开关管q5及开关管q6；所述开关管q1、开关管q6、开关管q2顺序串联，所述开关管q1、开关管q6连接处为设a点；所述开关管q3、开关管q5、开关管q4顺序串联,开关管q3、开关管q5连接处设为b点；所述二极管d1的阳极与开关管q6、开关管q2连接处相连，所述二极管d1的阴极与b点相连；所述二极管d2的阳极与开关管q5、开关管q4连接处相连，所述二极管d2的阴极与a点相连。

12、进一步的，所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5、开关管q6、开关管q7和开关管q8为n沟道mosfet，所述开关管q1的漏极连接输入正极，所述开关管q1的源极连接开关管q6的漏极，所述开关管q6的源极连接开关管q2的漏极，所述开关管q2的的源极连接输入负极；所述开关管q3的漏极与输入正极连接，所述开关管q3的源极与开关管q5的漏极连接，所述开关管q5的源极与开关管q4的漏极连接，所述开关管q4的源极与输入负极连接，所述开关管q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管q7的源极与开关管q8的源极连接，所述开关管q8的漏极连接桥臂一的a点。

13、进一步的，所述分压模块包括阻抗件zu与阻抗件zd，所述阻抗件zu一端与所述输入正极相连接，另一端与所述阻抗件zd一端相连接，所述阻抗件zd另一端与所述输入负极相连接；所述阻抗件zu与阻抗件zd的连接点为电位中点。

14、进一步的，所述逆变拓扑还包括滤波电路，所述滤波电路一端与桥臂一的中点相连接，另一端与桥臂二的中点相连接。

15、进一步的，所述滤波电路包括电感器la、电容器co、及电感器lb，所述电感器la与电容器co及电感器lb串连。

16、本发明还公开了一种逆变器，包括所述的逆变拓扑。

17、本发明还公开了一种储能系统，包括：

18、蓄电池以及所述的逆变器；所述逆变器与所述蓄电池连接。

19、本发明的一种逆变拓扑及逆变器具有以下优点：本发明可以削弱开关管关断特性不一致所产生的影响，从源头上降低共模电压源强度，避免了现有技术中存在开关管关断特性不一致、开关管具有寄生参数等因素，导致的共模电流的产生，本发明无需配备昂贵的滤波器即可将共模电流抑制到合理水平。可在非隔离式光伏储能逆变器中应用。

技术特征：

1.一种逆变拓扑，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的逆变拓扑，其特征在于，所述桥臂一包括开关管q1与开关管q2，所述开关管q1与开关管q2顺序串联；所述开关管q1与开关管q2的连接点设为a点；所述桥臂二包括开关管q3与开关管q4，所述开关管q3与开关管q4顺序串联；所述开关管q3与开关管q4的连接点设为b点；所述续流单元包括开关管q5与开关管q6，所述开关管q5与开关管q6反向串联；所述均衡桥臂包括开关管q7与开关管q8，所述开关管q7与开关管q8反向串联；所述续流单元两端分别与桥臂一的a点及桥臂二的b点相连。

3.根据权利要求2所述的逆变拓扑，其特征在于，所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5、开关管q6、开关管q7和开关管q8为n沟道mosfet，所述开关管q1的漏极连接输入正极，所述开关管q1的源极与开关管q2的漏极连接，所述开关管q2的源极连接输入负极；所述开关管q3的漏极连接输入正极，所述开关管q3的源极与开关管q4的漏极连接，所述开关管q4的源极连接输入负极；所述开关管q5的源极连接a点，所述开关管q5的漏极与开关管q6的漏极连接，所述开关管q6的源极连接b点，所述开关管q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管q7的源极与开关管q8的源极连接，所述开关管q8的漏极连接桥臂一的a点。

4.根据权利要求2所述的逆变拓扑，其特征在于，所述续流单元替换为包括二极管d1、二极管d2、开关管q5及开关管q6；所述开关管q1、开关管q6、开关管q2顺序串联，所述开关管q1、开关管q6连接处为设a点；所述开关管q3、开关管q5、开关管q4顺序串联, 开关管q3、开关管q5连接处设为b点；所述二极管d1的阳极与开关管q6、开关管q2连接处相连，所述二极管d1的阴极与b点相连；所述二极管d2的阳极与开关管q5、开关管q4连接处相连，所述二极管d2的阴极与a点相连。

5.根据权利要求4所述的逆变拓扑，其特征在于，所述开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5、开关管q6、开关管q7和开关管q8为n沟道mosfet，所述开关管q1的漏极连接输入正极，所述开关管q1的源极连接开关管q6的漏极，所述开关管q6的源极连接开关管q2的漏极，所述开关管q2的的源极连接输入负极；所述开关管q3的漏极与输入正极连接，所述开关管q3的源极与开关管q5的漏极连接，所述开关管q5的源极与开关管q4的漏极连接，所述开关管q4的源极与输入负极连接，所述开关管q7的漏极连接分压模块的电位中点，所述开关管q7的源极与开关管q8的源极连接，所述开关管q8的漏极连接桥臂一的a点。

6.根据权利要求1所述的逆变拓扑，其特征在于，所述分压模块包括阻抗件zu与阻抗件zd，所述阻抗件zu一端与所述输入正极相连接，另一端与所述阻抗件zd一端相连接，所述阻抗件zd另一端与所述输入负极相连接；所述阻抗件zu与阻抗件zd的连接点为电位中点。

7.根据权利要求1所述的逆变拓扑，其特征在于，所述逆变拓扑还包括滤波电路，所述滤波电路一端与桥臂一的中点相连接，另一端与桥臂二的中点相连接。

8.根据权利要求7所述的逆变拓扑，其特征在于，所述滤波电路包括电感器la、电容器co、及电感器lb，所述电感器la与电容器co及电感器lb串连。

9.一种逆变器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的逆变拓扑。

10.一种储能系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种逆变拓扑及逆变器，包括：输入正极，输入负极，桥臂模块；所述桥臂模块包括桥臂一、桥臂二及续流单元；每个所述桥臂一和桥臂二均包括至少两个串联的开关管；所述桥臂一的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；所述桥臂二与所述桥臂一相并联；所述续流单元与桥臂一、桥臂二相连接；分压模块；所述分压模块的一端与所述输入正极相连接，另一端与所述输入负极相连接；均衡桥臂；所述均衡桥臂的一端与所述分压模块的电位中点相连接，另一端与所述桥臂一的中点相连接；所述均衡桥臂至少包括两个反向串联的开关管。本发明可以削弱开关管关断特性不一致所产生的影响，降低了共模电压源强度。

技术研发人员：容佳,余火长,夏田
受保护的技术使用者：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12