光伏并网逆变器均压电路控制方法与流程

本发明属于光伏逆变器领域，特别涉及光伏并网逆变器均压电路控制方法。

背景技术：

1、如图1所示，光伏组串通过光伏逆变器将直流电转为交流电并接入市并网电路，光伏逆变器设有升压电路、均压电路和逆变电路，光伏组串通过升压电路升压后还需均压电路均压，之后通过逆变电路将直流电转为交流电。升压电路与逆变电路需要通过直流母线连接，直流母线提供高幅值的脉动电流给逆变电路，并在母线上产生脉动电压，故需要电容对直流母线作为支撑。母线电容主要吸收直流母线上的高幅值脉动电流，使输入电压波动保持在允许范围。同时母线电容作为光伏输入功率和并网输出功率之间的缓冲，实现输入能量和输出能量的平衡，是输入直流功率和输出交流功率解耦必须的元件。母线电容的可靠性直接影响逆变器工作的可靠性,成为逆变器性能的重要一环。

2、光伏逆变器中，由于直流母线工作电压较高，而且该耐压等级的电容不容易选型，通常将两个耐压较低的、耐压和容量相同的电容进行串联并且多组进行并联的方式，使总电压适应母线工作电压等级。由于电容的个体差异，逆变器工作中，两个分压电容上的电压会不同，一个电压高一个电压低，电压高的可能超过电容的耐压值，引起电容的损坏，现有技术通过均压电路来解决此问题，但是现在没有能够主动均压的均压电路以及控制方法。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种新的光伏并网逆变器电容均压电路。

2、本发明具体技术方案如下：

3、本发明的一种光伏并网逆变器均压电路控制方法，所述光伏并网逆变器包括升压电路、均压电路、逆变电路后输出交流电并接入市并网电路，所述升压电路、所述均压电路、所述逆变电路通过bus线连接，所述均压电路为电容均压电路，且包括主电源单元、采样单元、检测单元、控制单元、驱动单元和均衡单元，所述主电源单元包括a组电容和b组电容，所述均压电路控制方法包括如下步骤：

4、所述采样单元分别采集所述a组电容和所述b组电容的电压并通过所述检测单元检测哪组电容的电压高，如果两组电容有压差则所述控制单元驱动所述驱动单元，所述驱动单元导通所述均衡单元，所述均衡单元主动均衡所述a组电容和所述b组电容的电压。

5、进一步本发明的光伏并网逆变器均压电路控制方法，所述均衡单元包括一组或多组冗余均压电容组，每个所述冗余均压电容组包括冗余组a电容和冗余组b电容，所述控制单元根据所述a组电容和所述b组电容的均压状况，决定一组或多组冗余均压电容组与所述a组电容和所述b组电容并联均压。

6、进一步的本发明的光伏并网逆变器均压电路控制方法，所述均衡单元还包括一组或多组放电电容组，每个所述放电电容组包括放电组a电容和放电组b电容，所述控制单元根据所述a组电容和所述b组电容的均压状况，决定一组或多组放电电容组与所述a组电容和所述b组电容并联均压；以及，所述控制单元判断出没有参与均压的冗余组a电容后冗余组b电容后，由放电组a电容和放电组b电容其放电。

7、进一步地改进，所述a组电容为多个电容c1并联，所述b组电容为多个电容c2并联，所述a组电容的一端连接于主电容bus+，所述b组电容的一端连接于主电容bus-，所述a组电容与所述b组电容串联并引出中性点bus_m。

8、进一步地改进，该电容均压电路还包括分压单元，所述分压单元的一端连接于主电容bus+且另一端接地，所述分压单元包括第一电阻串、稳压管d1和电容c3，所述第一电阻串为多个所述电阻r1串联，所述稳压管d1并联所述电容c3后与所述第一电阻串串联并引出第一中性点，所述控制单元连接于所述第一中性点。

9、进一步地改进，所述检测单元包括光耦，所述驱动单元包括驱动芯片和为所述驱动芯片提供高低电平的pwm模块，所述均衡单元包括第一组均衡单元和第二组均衡单元；当所述a组电容的电压和所述b组电容的电压不同时打开所述光耦并导通所述控制单元，所述分压单元通过所述控制单元为所述驱动单元供电，当所述pwm模块为高电平时，所述驱动芯片导通所述第一组均衡单元均衡所述a组电容和所述b组电容的电压，当所述pwm模块为低电平时，所述驱动芯片导通所述第二组均衡单元均衡所述第一组均衡单元的电压，所述pwm模块输入高低电平从而循环均衡。

10、进一步地改进，所述采样单元包括采样电阻r2、r3、r4、r5，多个采样电阻r2串联后连接于主电容bus+并输出bus+_v，多个采样电阻r3串联后连接于主电容bus_m并输出bus+_m，多个采样电阻r4串联后连接于主电容bus_m并输出bus-_m，多个采样电阻r5串联后连接于主电容bus-并输出bus-_v。

11、进一步地改进，所述光耦包括光耦u105和光耦u106，光耦u105的1引脚连接于bus+_m,光耦u105的2引脚连接于bus+_v和bus-_v,光耦u106的1引脚连接于bus+_v和bus-_v,光耦u106的2引脚连接于bus-_m；光耦u105的4引脚和光耦u106的4引脚均连接于电源,光耦u105的3引脚和光耦u106的3引脚均输出光耦ks(均衡开启信号)；当所述a组电容的电压高于所述b组电容的电压时打开所述光耦u106并导通所述控制单元，当所述a组电容的电压低于所述b组电容的电压时打开所述光耦u105并导通所述控制单元(向所述控制单元发送均衡开启信号)。

12、进一步地改进，所述第一组均衡单元包括第一开关组、第二开关组、电容c84和电容c85，所述第二组均衡单元包括第三开关组、第四开关组和电容c81、c82、c83，所述第一开关组包括功率开关q19和功率开关q20，所述第二开关组包括功率开关q21和功率开关q22，所述第三开关组包括功率开关q23和功率开关q24，所述第四开关组包括功率开关q25和功率开关q26；功率开关q19的d极连接主电容bus+，功率开关q19的s极分别连接电容c84的正极、功率开关q23的d极，功率开关q19的g极分别连接功率开关q20的g极、所述驱动芯片；功率开关q20的s极分别连接电容c84的负极、所述驱动芯片、功率开关q24的d极；功率开关q21的d极分别连接bus_m端、功率开关q20的d极，功率开关q21的g极分别连接功率开关q22的g极、所述驱动芯片；功率开关q22的d极接地；功率开关q23的s极分别连接电容c81、c82、c83的正极、功率开关q25的s极，功率开关q23的g极分别连接功率开关q24的g极、所述驱动芯片；功率开关q24的s极分别连接电容c81、c82、c83的负极、功率开关q26的s极；功率开关q25的d极分别连接电容c85的正极、功率开关q21的s极，功率开关q25的g极分别连接功率开关q26的g极、所述驱动芯片；功率开关q26的d极分别连接电容c85的负极、所述驱动芯片、功率开关q22的s极。

13、进一步地改进，所述驱动芯片包括驱动芯片u75和驱动芯片u76，驱动芯片u75的1引脚和驱动芯片u76的1引脚均通过所述控制单元连接于所述分压单元以供电，驱动芯片u75的2、3引脚和驱动芯片u76的2、3引脚均连接于所述pwm模块以输入高低电平信号，驱动芯片u75的4引脚和驱动芯片u76的4引脚均接地，驱动芯片u75的7引脚连接于所述功率开关q19的g极，驱动芯片u76的7引脚连接于所述功率开关q21的g极，驱动芯片u75的5引脚连接于所述功率开关q23的g极，驱动芯片u76的5引脚连接于所述功率开关q25的g极，驱动芯片u75的6引脚为vs输出且连接于所述功率开关q20的s极，驱动芯片u76的6引脚为vs输出且连接于所述功率开关q26的d极，驱动芯片u75的8引脚和驱动芯片u76的8引脚均为vb，二极管d2的阴极连接于驱动芯片u75的8引脚，二极管d2的阳极连接于驱动芯片u75的1引脚，二极管d3的阳极连接驱动芯片u76的1引脚，二极管d3的阴极连接驱动芯片u76的8引脚。

14、进一步地改进，所述控制单元包括功率开关q43、电阻r7和电阻r8，电阻r7和电阻r8串联后一端连接于输出光耦ks另一端接地且引出第二中性点，功率开关q43的g极连接于所述第二中性点，功率开关q43的d极连接于所述电源和所述第一中性点，功率开关q43的s极连接于所述驱动单元。

15、进一步地改进，所述主电源单元还包括电容c97、电容c98和第二电阻串，所述第二电阻串为多个电阻r6串联，多个所述第二电阻串并联于所述a组电容，多个所述第二电阻串并联于所述b组电容；电容c97的一端连接于主电容bus+，电容c98的一端连接于主电容bus-，电容c97和电容c98串联后的中性点接地。

16、本发明所取得的有益效果：

17、本发明的一方面提供了一种新的光伏并网逆变器电容均压电路，该电容均压电路均衡精度高，整体属于能量转移的过程，所以耗能极低，不发热。当两组主电容有压差时，高的就会往低的电容转移电荷，其充电过程即可达到主动均衡的目的。本发明的另一方面提供了一种新的光伏并网逆变器均压电路控制方法，该方法可以为电容均压电路的放电电容提供提供冗余、放电等提高设备安全性和稳定性的控制。