CN102739098A - 非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法 - Google Patents

非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102739098A
CN102739098A CN2011100986750A CN201110098675A CN102739098A CN 102739098 A CN102739098 A CN 102739098A CN 2011100986750 A CN2011100986750 A CN 2011100986750A CN 201110098675 A CN201110098675 A CN 201110098675A CN 102739098 A CN102739098 A CN 102739098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switching tube
brachium pontis
control signal
switching
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100986750A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102739098B (zh
Inventor
刘伟增
熊俊峰
刘小刚
张新涛
郭磊
梁欢迎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TBEA Xinjiang Sunoasis Co Ltd
Original Assignee
TBEA Xinjiang Sunoasis Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TBEA Xinjiang Sunoasis Co Ltd filed Critical TBEA Xinjiang Sunoasis Co Ltd
Priority to CN201110098675.0A priority Critical patent/CN102739098B/zh
Publication of CN102739098A publication Critical patent/CN102739098A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102739098B publication Critical patent/CN102739098B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/5388Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with asymmetrical configuration of switches
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明提供一种非隔离型光伏并网逆变器,其包括全桥电路和控制电路,其中,全桥电路由六个开关管构成非对称H6拓扑结构,控制电路向全桥电路中的各开关管发送控制信号,以使得全桥电路将光伏阵列产生的直流电压转换为满足并网需要的正弦波电压。同时本发明的全桥电路本身的非对称H6拓扑结构可形成与直流侧彻底断开的续流回路,从而有效抑制共模电流的产生,而且开关功耗小且分配均匀,提高了并网逆变器的可靠性。另外,本发明还提供相应的控制方法。

Description

非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法
技术领域
本发明涉及光伏并网逆变器技术领域,具体涉及一种非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法。
背景技术
光伏并网系统中常采用带工频或高频变压器的隔离型光伏并网逆变器,这样确保了电网和光伏系统之间的电气隔离,从而提供人身保护并避免了光伏系统和地之间的漏电流。然而,若采用工频变压器,其体积大、重量重且价格昂贵;若采用高频变压器,功率变换电路将被分成数级,使得控制复杂化,同时还降低了系统的效率。
为了克服上述有变压器的隔离型并网系统的不足,对无变压器的非隔离型光伏并网系统进行了研究。但是,在无变压器的非隔离型光伏并网系统中,电网和光伏阵列之间存在电气连接,而且,由于光伏阵列和地之间存在寄生电容,会产生共模电流(即,漏电流),这样会增加电磁辐射和安全隐患。因此,应抑制非隔离型光伏并网逆变器中的共模电流。
目前已提出了一些能有效抑制非隔离型光伏并网逆变器中的共模电流的方法,但是这些方法或多或少都存在某个或某几个开关管的开关损耗较大和/或开关损耗分配不均的问题。
例如,德国艾思码太阳能(SMA)股份有限公司提出了一种H5拓扑结构的并网逆变器(参见香港专利No.HK1084248)。如图1所示,该并网逆变器由一个全桥电路和一个串联在输入直流电源正极与全桥电路之间的开关管V5构成,其中,全桥电路由开关管V1、V2、V3和V4构成,并且每个开关管反向并联一个二极管。在电网电流正半周,三个开关管V5、V1和V4参与工作,其中,开关管V5和V4以高频PWM(脉冲宽度调制)方式工作,开关管V1以工频方式工作。在电网电流负半周,三个开关管V5、V3和V2参与工作,其中,开关管V5和V2以高频PWM方式工作,开关管V3以工频方式工作。可看出,在整个开关周期内,全桥电路与电源输入正极之间串联的开关管V5始终以高频PWM方式工作。与现有的其它抑制共模电流的非隔离型并网逆变器相比,该并网逆变器的效率高、开关损耗小,所用功率器件少,成本低。但是,该并网逆变器中的开关损耗分配不均,开关管V5的开关损耗占整个逆变器开关损耗的大部分,因此,相应地,开关管V5的使用寿命也比其它开关管的寿命短,损坏机率相对较高,从而降低并网逆变器的可靠性。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法,以有效抑制非隔离型光伏并网逆变器中的共模电流的产生,并提高非隔离型光伏并网逆变器的可靠性。
为了实现以上方法,本发明提供的非隔离型光伏并网逆变器包括:全桥电路,其包括连接在输入直流电源正极与负极之间的第一桥臂和第二桥臂以及第六开关管,其中,第一桥臂包括三个串联的开关管,第一桥臂的交流输出节点为所述三个开关管中相邻两个开关管的串联连接点;第二桥臂包括两个串联的开关管,第二桥臂的交流输出节点为所述两个开关管的串联连接点;第六开关管连接在第一桥臂上除其交流输出节点之外的另一个串联连接点与第二桥臂的交流输出节点之间;所述每个开关管均反向并联一个二极管;控制电路,其用于向全桥电路中的各开关管发送控制信号,以使得在电网电流正半周和负半周,第一桥臂和第二桥臂的上半臂和下半臂中的开关管轮流导通和截止,并且在第一桥臂和第二桥臂上共有三个开关管导通的情况下,所述三个开关管按照从输入直流电源正极到负极的顺序依次工作于高频、工频和与前述高频同步的高频,第六开关管截止;在第一桥臂和第二桥臂上共有两个开关管导通的情况下,所述两个开关管同步工作于高频,第六开关管与所述两个开关管互补导通。
优选地,所述控制电路向以高频方式工作的开关管发送的控制信号为高频SPWM调制控制信号。
优选地,所述控制电路使第六开关管与以高频方式工作的开关管互补导通的控制信号为与所述高频SPWM调制控制信号互补的调制控制信号。
优选地,所述控制电路向以工频方式工作的开关管发送的控制信号为正半周或负半周恒为高电平,而在另一半周恒为低电平的方波控制信号。
相应地,本发明提供一种非隔离型光伏并网逆变器的控制方法,所述光伏并网逆变器包括全桥电路,其包括连接在输入直流电源正极与负极之间的第一桥臂和第二桥臂以及第六开关管,其中,第一桥臂包括三个串联的开关管,第一桥臂的交流输出节点为所述三个开关管中相邻两个开关管的串联连接点;第二桥臂包括两个串联的开关管,第二桥臂的交流输出节点为所述两个开关管的串联连接点;第六开关管连接在第一桥臂上除其交流输出节点之外的另一个串联连接点与第二桥臂的交流输出节点之间,所述每个开关管均反向并联一个二极管,所述控制方法包括:向全桥电路中的各开关管发送控制信号,以使得在电网电流正半周和负半周,第一桥臂和第二桥臂的上半臂和下半臂中的开关管轮流导通和截止,并且在第一桥臂和第二桥臂上共有三个开关管导通的情况下,所述三个开关管按照从输入直流电源正极到负极的顺序依次工作于高频、工频和与前述高频同步的高频,第六开关管截止;在第一桥臂和第二桥臂上共有两个开关管导通的情况下,所述两个开关管同步工作于高频,第六开关管与所述两个开关管互补导通。
优选地,所述向以高频方式工作的开关管发送的控制信号为高频SPWM调制控制信号。
优选地,所述使第六开关管与以高频方式工作的开关管互补导通的控制信号为与所述高频SPWM调制控制信号互补的调制控制信号。
优选地,所述向以工频方式工作的开关管发送的控制信号为正半周或负半周恒为高电平,而在另一半周恒为低电平的方波控制信号。
本发明通过控制全桥电路中各个开关管的导通和截止,以使续流回路与直流侧断开,从而有效抑制共模电流的产生。此外,在本发明所提供的光伏并网逆变器中,在电网电流的每半个周期内均有3个开关管处于工作状态,其中有2个开关管工作于高频,另外一个处于工作状态的开关管工作于工频,或者以续流方式工作于高频,这两种工作方式的开关管的开关损耗均很小,基本上都可忽略,而且各开关管只工作于半个周期内,所以正负半周开关管的工作基本上是对称的,正负半周开关管的使用寿命也是对称的,不存在哪一个开关管过度使用,从而提高了并网逆变器的可靠性。
附图说明
图1是现有技术的H5拓扑结构的非隔离型光伏并网逆变器的电路图;
图2是本发明的第一实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图;
图3是图2所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图;
图4是图2所示并网逆变器在电网电流正半周的工作原理图;
图5是图2所示并网逆变器在电网电流正半周的续流回路的工作原理图;
图6是图2所示并网逆变器在电网电流负半周的工作原理图;
图7是图2所示并网逆变器在电网电流负半周的续流回路的工作原理图;
图8是本发明的第二实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图;
图9是图8所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图;
图10是本发明的第三实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图;
图11是图10所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图;
图12是本发明的第四实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图;
图13是图12所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明光伏并网逆变器作进一步详细描述。
总地来讲,本发明所提供的光伏并网逆变器包括全桥电路和控制电路,其中,全桥电路根据控制电路发出的控制信号将光伏阵列产生的直流电压转换为满足并网需要的正弦波电压,同时该全桥电路本身的拓扑结构可形成与直流侧彻底断开的续流回路,从而有效抑制共模电流的产生,而且开关功耗小且分配均匀。
全桥电路包括连接在输入直流电源(即,光伏阵列产生的直流电压)的正极与负极之间的第一桥臂和第二桥臂以及第六开关管。其中,第一桥臂包括三个串联的开关管,第一桥臂的交流输出节点为所述三个开关管中相邻两个开关管的串联连接点。第二桥臂包括两个串联的开关管,第二桥臂的交流输出节点为所述两个开关管的串联连接点。第六开关管连接在第一桥臂上除其交流输出节点之外的另一个串联连接点与第二桥臂的交流输出节点之间。这里,所述每个开关管均反向并联一个二极管。从上可看出,本发明的全桥电路中总共包括六个带有反向并联二极管的开关管,这六个开关管以不对称的方式构成全桥电路,因此,这种拓扑结构可称为非对称H6拓扑结构。
控制电路用于向全桥电路中的各开关管发送控制信号,以使得在电网电流正半周和负半周,第一桥臂和第二桥臂的上半臂和下半臂中的开关管轮流导通和截止。由于本发明的全桥电路为非对称H6拓扑结构,因此,在这种控制方式下,在电网电流的某一半周,第一桥臂和第二桥臂上必然共有三个开关管导通,两个桥臂上的其余两个开关管截止,而在电网电流的另一半周,第一桥臂和第二桥臂上必然共有两个开关管导通,两个桥臂上的其余三个开关管截止。在第一桥臂和第二桥臂上共有三个开关管导通的情况下,所述三个开关管按照从输入直流电源正极到负极的顺序依次工作于高频、工频和与前述高频同步的高频,第六开关管截止。在第一桥臂和第二桥臂上共有两个开关管导通的情况下,所述两个开关管同步工作于高频,第六开关管与所述两个开关管互补导通。这里,上半臂和下半臂是根据各桥臂上的交流输出节点而划分的,上半臂指的是从各桥臂与输入直流电源正极的连接点到该桥臂的交流输出节点,下半臂指的是从各桥臂的交流输出节点到该桥臂与输入直流电源负极的连接点。
这里指出,在以上描述中,为便于统一描述,将其上设置有三个串联的开关管的桥臂统称为第一桥臂,将其上设置有两个串联的开关管的桥臂统称为第二桥臂。也就是说,上述第一桥臂和第二桥臂并不限于某个特定的桥臂,不限于特指全桥电路中的左侧桥臂,不也限于特指全桥电路的右侧桥臂。而在以下实施例描述中,为说明不同拓扑结构之间的变化关系,第一桥臂特指全桥电路中的左侧桥臂,第二桥臂特指全桥电路中的右侧桥臂。
(第一实施例)
图2是本发明的第一实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图。如图2所示,本实施例的非隔离型光伏并网逆变器由全桥电路和控制电路两部分组成,其中,全桥电路由第一桥臂、第二桥臂和连接在第一桥臂和第二桥臂之间的一个开关管VT4构成。
第一桥臂由开关管VT1、VT2、VT3依次串联组成,具体来讲,开关管VT1的漏极与输入直流电源Vin正极连接,其源极与开关管VT2的漏极连接;开关管VT2的源极与开关管VT3的漏极连接;开关管VT3的源极与输入直流电源Vin负极连接。
第二桥臂由两个开关管VT5、VT6依次串联组成,具体来讲,开关管VT5的漏极与输入直流电源Vin正极连接,其源极与开关管VT6的漏极连接;开关管VT6的源极与输入直流电源Vin负极连接。
在本实施例中,第一桥臂的交流输出节点a为开关管VT2和VT3的串联连接点,第二桥臂的交流输出节点b为开关管VT5和VT6的串联连接点。第一桥臂的交流输出节点a和第二桥臂的交流输出节点b分别连接输出滤波电感L1和L2,输出滤波电感L1和L2的输出端与电网Grid相接。
开关管VT4连接在第一桥臂和第二桥臂之间,具体来讲,开关管VT4的漏极与第一桥臂中开关管VT1和开关管VT2的串联连接点连接,开关管VT4的源极与第二桥臂中开关管VT5和开关管VT6的串联连接点连接。
这里,开关管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6分别反向并联一个二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6。这六个开关管构成非对称H6拓扑结构。
控制电路向全桥电路中的各开关管发出直接驱动各开关管的导通和截止的控制信号,具体来讲,控制电路发出的控制信号1、控制信号2、控制信号3、控制信号4、控制信号5、控制信号6分别送入相应的开关管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的栅极。
图3是图2所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图。如图3所示,控制信号1和控制信号6在电网电流正半周(0~0.5T期间)为相同的高频双极性SPWM驱动波形,负半周(0.5T~T期间)为低电平;控制信号2在电网电流正半周为高电平,负半周为低电平;控制信号3和控制信号5在电网电流正半周为低电平,负半周为相同的高频双极性SPWM驱动波形;控制信号4在电网电流正半周为低电平,负半周为与高频双极性SPWM驱动波形相互补的驱动波形。
这里指出,上述驱动波形仅仅是示例性的,还可使用其它驱动波形来实现本发明的控制方式。
图4是图2所示并网逆变器在电网电流正半周的工作原理图。在电网电流正半周,开关管VT1、VT2、VT6导通,开关管VT3、VT4、VT5截止,其中开关管VT2工作于工频(50Hz),开关管VT1和VT6同步工作于高频。此时,电路中的电流方向如图4中虚线所示,电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT1、VT2、电感L1、电网Grid、电感L2、开关管VT6,最后到输入直流电源Vin的负极。
图5是图2所示并网逆变器在电网电流正半周的续流回路的工作原理图。在电网电流正半周,当控制信号1和控制信号6为低电平、控制信号2为高电平时,开关管VT1、VT6截止、开关管VT2导通,此时,电路中的续流回路如图5中虚线所示,电路中的电流依次通过开关管VT2、电感L1、电网Grid、电感L2、开关管VT4的反向并联二极管D4形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
图6是图2所示并网逆变器在电网电流负半周的工作原理图。在电网电流负半周,开关管VT3、VT4、VT5导通,开关管VT1、VT2、VT6截止,其中,开关管VT3和VT5同步工作于高频,开关管VT4与开关管VT3和VT5互补导通。此时,电路中的电流方向如图6中虚线所示,电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT5、电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT3,最后到输入直流电源Vin的负极。
图7是图2所示并网逆变器在电网电流负半周的续流回路的工作原理图。在电网电流负半周,当控制信号3和控制信号5为低电平、控制信号4为高电平时,开关管VT3、VT5截止、开关管VT4导通,此时,电路中的续流回路如图7中虚线所示,电流依次通过电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT2的反向并联二极管D2、开关管VT4形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
本实施例中,在电网电流正半周,开关管VT1、VT6工作于高频,开关管VT2工作于工频,开关损耗主要集中在VT1、VT6中;在电网电流负半周,开关管VT3、VT5工作于高频,开关管VT4以续流方式工作于高频,因续流电流非常小,所以开关管VT4上的开关损耗很小,开关管损耗主要集中在VT3、VT5中。因此,从整个开关工作周期来看,本发明所提供的并网逆变器在每半个周期内均有3个开关管处于工作状态,其中,工作于高频的开关管个数为2个,另外一个处于工作状态的开关管工作于工频,或者以续流方式工作于高频,这两种工作方式的开关损耗均很小,基本上可忽略,所以本发明所提供的并网逆变器在每个半周中的开关损耗基本相同(即,开关损耗分配均匀),而且每个开关管只工作半个周期,开关管的工作基本上是对称的,开关管的使用寿命也是对称的,不存在哪一个开关管过度使用的问题,从而提高了并网逆变器的可靠性。
(第二实施例)
图8是本发明的第二实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图。
本实施例的光伏并网逆变器是在第一实施例的基础上将开关管VT2从第一桥臂中移至第二桥臂中,并将其串联在第二桥臂中的开关管VT5与开关管VT6之间,其中开关管VT2的漏极与开关管VT5的源极连接,开关管VT2的源极与开关管VT6的漏极连接,同时开关管VT4的漏极与源极调换位置,其反向并联的二极管D4的阳极和阴极也相应地调换位置。其余器件不变。
图9是图8所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图。
在图9所示的控制信号的控制下,在电网电流正半周,开关管VT1、VT4、VT6导通,开关管VT5、VT2、VT3截止,其中,开关管VT1和VT6同步工作于高频,开关管VT4与开关管VT1和VT6互补导通。此时,电路中的电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT1、电感L1、电网Grid、电感L2、开关管VT6,最后到输入直流电源Vin的负极。
当控制信号1和控制信号6为低电平、控制信号4为高电平时,开关管VT1、VT6截止、开关管VT4导通,此时,电路中的电流依次通过开关管VT4、电感L1、电网Grid、电感L2、开关管VT2的反向并联二极管D2形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
在电网电流负半周,开关管VT2、VT3、VT5导通,开关管VT1、VT4、VT6截止,其中,开关管VT3和VT5同步工作于高频,开关管VT2工作于工频。此时,电路中的电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT5、VT2、电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT3,最后到输入直流电源Vin的负极。
当控制信号3和控制信号5为低电平、控制信号2为高电平时,开关管VT3、VT5截止、开关管VT2导通,此时,电路中的电流依次通过电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT4的反向并联二极管D4、开关管VT2形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
本实施例中,在电网电流正半周,开关管VT1、VT6工作于高频,开关管VT4以续流方式工作于高频,因续流电流非常小,所以开关管VT4上的损耗很小,开关损耗主要集中在VT1、VT6中;在电网电流负半周,开关管VT3、VT5工作于高频,开关管VT2工作于工频,开关损耗主要集中在VT3、VT5中。因此,从整个开关工作周期来看,本发明所提供的并网逆变器在正半周和负半周的开关损耗基本相同,而且每个开关只工作半个周期,开关管的工作基本上是对称的,不存在哪一个开关管过度使用的问题,从而提高了并网逆变器的可靠性。
(第三实施例)
图10是本发明的第三实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图。
本实施例的光伏并网逆变器是在第一实施例的基础上将开关管VT4与第一桥臂的连接点下移至开关管VT2与开关管VT3的串联连接点处,而将第一桥臂的交流输出节点a上移至开关管VT1与开关管VT2的串联连接点处,同时开关管VT4的漏极与源极调换位置,其反向并联的二极管D4的阳极和阴极也相应地调换位置。其它器件不变。
图11是图10所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图。
在图11所示的控制信号的控制下,在电网电流正半周,开关管VT1、VT4、VT6导通,开关管VT5、VT2、VT3截止,其中,开关管VT1和VT6同步工作于高频,开关管VT4与开关管VT1和VT6互补导通。此时,电路中的电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT1、电感L1、电网Grid、电感L2、开关管VT6,最后到输入直流电源Vin的负极。
当控制信号1和控制信号6为低电平、控制信号4为高电平时,开关管VT1、VT6截止、开关管VT4导通,此时,电路中的电流依次通过开关管VT4、开关管VT2的反向并联二极管D2、电感L1、电网Grid、电感L2形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
在电网电流负半周,开关管VT2、VT3、VT5导通,开关管VT1、VT4、VT6截止,其中,开关管VT3和VT5同步工作于高频,开关管VT2工作于工频。此时,电路中的电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT5、电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT2、VT3,最后到输入直流电源Vin的负极。
当控制信号3和控制信号5为低电平、控制信号2为高电平时,开关管VT3、VT5截止、开关管VT2导通,此时,电路中的电流依次通过电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT2、开关管VT4的反向并联二极管D4形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
本实施例中的开关损耗与第二实施例中的开关损耗相同。
(第四实施例)
图12是本发明的第四实施例的非隔离型光伏并网逆变器的电路图。
本实施例的光伏并网逆变器是在第一实施例的基础上将开关管VT2从第一桥臂中移至第二桥臂中,串联在第二桥臂中的交流输出节点b与开关管VT6之间,其中开关管VT2的漏极与滤波电感L2的一端连接,开关管VT2的源极与开关管VT6的漏极连接,同时将开关管VT4的源极移至开关管VT2与开关管VT6的串联节点处,其它器件不变。
图13是图12所示并网逆变器中各开关管的控制信号时序图。
在图13所示的控制信号的控制下,在电网电流正半周,开关管VT1、VT2、VT6导通,开关管VT5、VT4、VT3截止,其中,开关管VT1和VT6同步工作于高频,开关管VT2工作于工频。此时,电路中的电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT1、电感L1、电网Grid、电感L2、开关管VT2、VT6,最后到输入直流电源Vin的负极。
当控制信号1和控制信号6为低电平、控制信号2为高电平时,开关管VT1、VT6截止、开关管VT2导通,此时,电路中的电流依次通过开关管VT2、开关管VT4的反向并联二极管D4、电感L1、电网Grid、电感L2形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
在电网电流负半周,开关管VT3、VT4、VT5导通,开关管VT1、VT2、VT6截止,其中,开关管VT3和VT5同步工作于高频,开关管VT4与开关管VT3和VT5互补导通。此时,电路中的电流从输入直流电源Vin的正极开始,依次流经开关管VT5、电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT3,最后到输入直流电源Vin的负极。
当控制信号3和控制信号5为低电平、控制信号4为高电平时,开关管VT3、VT5截止、开关管VT4导通,此时,电路中的电流依次通过电感L2、电网Grid、电感L1、开关管VT4、开关管VT2的反向并联二极管D2形成续流回路,该续流回路与直流侧断开。
本实施例中的开关损耗与第一实施例中的开关损耗相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域的技术来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的技术领域之内,所做的任何修改、变换、或改进,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非隔离型光伏并网逆变器,包括:
全桥电路,其包括连接在输入直流电源正极与负极之间的第一桥臂和第二桥臂以及第六开关管,其中,第一桥臂包括三个串联的开关管,第一桥臂的交流输出节点为所述三个开关管中相邻两个开关管的串联连接点;第二桥臂包括两个串联的开关管,第二桥臂的交流输出节点为所述两个开关管的串联连接点;第六开关管连接在第一桥臂上除其交流输出节点之外的另一个串联连接点与第二桥臂的交流输出节点之间;所述每个开关管均反向并联一个二极管;
控制电路,其用于向全桥电路中的各开关管发送控制信号,以使得在电网电流正半周和负半周,第一桥臂和第二桥臂的上半臂和下半臂中的开关管轮流导通和截止,并且在第一桥臂和第二桥臂上共有三个开关管导通的情况下,所述三个开关管按照从输入直流电源正极到负极的顺序依次工作于高频、工频和与前述高频同步的高频,第六开关管截止;在第一桥臂和第二桥臂上共有两个开关管导通的情况下,所述两个开关管同步工作于高频,第六开关管与所述两个开关管互补导通。
2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器,其特征在于,所述控制电路向以高频方式工作的开关管发送的控制信号为高频SPWM调制控制信号。
3.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器,其特征在于,所述控制电路使第六开关管与以高频方式工作的开关管互补导通的控制信号为与所述高频SPWM调制控制信号互补的调制控制信号。
4.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器,其特征在于,所述控制电路向以工频方式工作的开关管发送的控制信号为正半周或负半周恒为高电平,而在另一半周恒为低电平的方波控制信号。
5.一种非隔离型光伏并网逆变器的控制方法,所述光伏并网逆变器包括全桥电路,其包括连接在输入直流电源正极与负极之间的第一桥臂和第二桥臂以及第六开关管,其中,第一桥臂包括三个串联的开关管,第一桥臂的交流输出节点为所述三个开关管中相邻两个开关管的串联连接点;第二桥臂包括两个串联的开关管,第二桥臂的交流输出节点为所述两个开关管的串联连接点;第六开关管连接在第一桥臂上除其交流输出节点之外的另一个串联连接点与第二桥臂的交流输出节点之间,所述每个开关管均反向并联一个二极管,所述控制方法包括:
向全桥电路中的各开关管发送控制信号,以使得在电网电流正半周和负半周,第一桥臂和第二桥臂的上半臂和下半臂中的开关管轮流导通和截止,并且在第一桥臂和第二桥臂上共有三个开关管导通的情况下,所述三个开关管按照从输入直流电源正极到负极的顺序依次工作于高频、工频和与前述高频同步的高频,第六开关管截止;在第一桥臂和第二桥臂上共有两个开关管导通的情况下,所述两个开关管同步工作于高频,第六开关管与所述两个开关管互补导通。
6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述向以高频方式工作的开关管发送的控制信号为高频SPWM调制控制信号。
7.根据权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述使第六开关管与以高频方式工作的开关管互补导通的控制信号为与所述高频SPWM调制控制信号互补的调制控制信号。
8.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述向以工频方式工作的开关管发送的控制信号为正半周或负半周恒为高电平,而在另一半周恒为低电平的方波控制信号。
CN201110098675.0A 2011-04-15 2011-04-15 非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法 Active CN102739098B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110098675.0A CN102739098B (zh) 2011-04-15 2011-04-15 非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110098675.0A CN102739098B (zh) 2011-04-15 2011-04-15 非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102739098A true CN102739098A (zh) 2012-10-17
CN102739098B CN102739098B (zh) 2015-01-21

Family

ID=46994034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110098675.0A Active CN102739098B (zh) 2011-04-15 2011-04-15 非隔离型光伏并网逆变器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102739098B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112416041A (zh) * 2020-11-18 2021-02-26 海光信息技术股份有限公司 一种数字低压差稳压器、晶体管抗老化方法及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7046534B2 (en) * 2004-02-09 2006-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. DC/AC converter to convert direct electric voltage into alternating voltage or into alternating current
CN201536328U (zh) * 2009-10-12 2010-07-28 深圳科士达科技股份有限公司 一种并网逆变器
CN102163934A (zh) * 2011-03-02 2011-08-24 浙江格瑞特新能源有限公司 高效并网逆变器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7046534B2 (en) * 2004-02-09 2006-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. DC/AC converter to convert direct electric voltage into alternating voltage or into alternating current
CN201536328U (zh) * 2009-10-12 2010-07-28 深圳科士达科技股份有限公司 一种并网逆变器
CN102163934A (zh) * 2011-03-02 2011-08-24 浙江格瑞特新能源有限公司 高效并网逆变器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112416041A (zh) * 2020-11-18 2021-02-26 海光信息技术股份有限公司 一种数字低压差稳压器、晶体管抗老化方法及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN102739098B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102005954B (zh) 单相非隔离型光伏并网逆变器及控制方法
CN102157955A (zh) 一种单相非隔离型光伏并网逆变器及控制方法
CN101645662B (zh) 一种逆变器电源装置
CN202535290U (zh) 一种光伏逆变电路
CN102163852A (zh) 一种中点箝位非隔离光伏并网逆变器
CN103051233A (zh) 一种非隔离型单相光伏并网逆变器及其开关控制时序
CN205647288U (zh) 一种非隔离型光伏并网逆变器
CN102163935A (zh) 带交流旁路单元的光伏并网逆变器
CN102088193A (zh) 光伏并网六开关管全桥逆变器及其控制方法
CN201994871U (zh) 光伏并网六开关管全桥逆变器
CN104410310A (zh) 用于抑制共模漏电流的中点箝位型h桥光伏逆变器及方法
CN102710133B (zh) 一种七电平电路、并网逆变器及其调制方法和装置
CN103178734A (zh) 一种光伏逆变器
CN102684522A (zh) 一种非隔离光伏并网逆变器及其控制方法
CN203675000U (zh) 一种光伏并网微逆变器
CN102195507A (zh) 无变压器并网逆变电路
CN202261071U (zh) 高效单相光伏并网逆变器
CN102231606A (zh) 无变压器的并网逆变电路
CN102403920B (zh) 三电平半桥光伏并网逆变器
CN102163934A (zh) 高效并网逆变器
CN102255331A (zh) 一种无变压器的单边电感并网逆变电路
CN102710162A (zh) 一种七电平电路、并网逆变器及其调制方法和装置
CN202957614U (zh) 一种高效无变压器单相光伏并网逆变器
CN103036463A (zh) 高效单相光伏并网逆变器
CN202334357U (zh) 三电平半桥光伏并网逆变器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant