CN108365769A - 一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法 - Google Patents

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谭国东
耿洋
徐静
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Abstract

本发明公布了一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，该逆变器包括光伏电池、三端变换器、输入电容、中间电容、滤波电感、第一开关管、第二开关管和电网或负载。控制方法为：当负载或电网电压为正时，三端变换器不工作，第三开关管常通，逆变器第一开关管和第二开关管高频开关，工作在闭环；当负载或电网电压为负时，三端变换器工作在闭环，逆变器的第一开关管和第三开关管常关，第二开关管常通，从而实现逆变器输出电压或电网电流的稳定输出。本发明适用于光伏逆变器的场合；由于该逆变器光伏电池极板直接与负载或电网地直接连接，光伏电池板对地寄生电容被地短接，从而可从根本上消除共模漏电流。

Description

一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种逆变器及其控制方法，尤其是一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法。
背景技术
由于非隔离光伏逆变器在光伏组件和电网之间没有隔离，从而可能产生共模漏电流流过光伏组件的对地寄生电容。该共模漏电流会引起电磁干扰，增加系统损耗，甚至对人身安全构成威胁。德国VDE-0126-1-1标准规定非隔离光伏逆变器共模漏电流有效值应小于30mA。若系统检测其超过该值，非隔离光伏逆变器将停机。国内外专家学者对如何抑制非隔离光伏逆变器的共模漏电流展开了一系列卓有成效的研究。常用的方法有：改进调制技术、增加开关器件、增加滤波器和改进控制方法等。但上述方法抑制共模漏电流的效果易受光伏组件对地寄生电容和电路参数变化的影响，因此，有必要研究能从根本上消除共模漏电流的逆变器拓扑及其控制方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的缺点，提出一种无共模漏电流的单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法。
本发明的一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，单输入双接地不对称半桥逆变器包括光伏电池、三端变换器、输入电容Cin、中间电容Co1、滤波电感Lf、第一开关管S1、第二开关管S2和电网或负载；具体拓扑结构为：光伏电池PV的正极分别连接输入电容Cin的一端、中间电容Co1的一端、第一开关管S1的一端和三端变换器的输入正端和输出正端，光伏电池PV的负极分别连接输入电容Cin的另一端、三端变换器的输入负端和负载或电网的地，三端变换器的输出负端分别连接中间电容Co1的另一端和第二开关管S2的一端，第二开关管S2的另一端分别连接第一开关管S2的另一端和滤波电感Lf的一端，滤波电感Lf的另一端连接负载或电网的正端。
控制方法为：三端变换器高频开关，控制其输出电压vo1大于光伏电池输出电压vPV和负载或电网电压vo瞬时值之和；逆变器第一开关管S1和第二开关管S2高频开关，工作在闭环，从而实现逆变器输出电压或电网电流的稳定输出。
三端变换器为输入输出电压极性相同的升压型变换器；三端变换器可工作在开环或闭环；负载有滤波电容与其并联；第一～第二开关管可为MOS管或IGBT；输入电容Cin为有极性电容或无极性电容；中间电容Co1为有极性电容或无极性电容。
本发明适用于光伏逆变器的场合；由于该逆变器光伏电池极板直接与负载或电网地直接连接，光伏电池板对地寄生电容被地短接，从而可从根本上消除共模漏电流。
附图说明
图1：本发明的单输入双接地不对称半桥逆变器的电路图。
图中的主要符号名称：vPV、光伏电池电压，Cin、输入电容，S1和S2、功率开关管，Co1、中间电容，vo1、三端变换器输出电压或中间电容两端电压，Lf、滤波电感，vo、负载电压或电网电压。
具体实施方式
由图1可知，本申请的一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，单输入双接地不对称半桥逆变器包括光伏电池、三端变换器、输入电容Cin、中间电容Co1、滤波电感Lf、第一开关管S1、第二开关管S2和电网或负载；具体拓扑结构为：光伏电池PV的正极分别连接输入电容Cin的一端、中间电容Co1的一端、第一开关管S1的一端和三端变换器的输入正端和输出正端，光伏电池PV的负极分别连接输入电容Cin的另一端、三端变换器的输入负端和负载或电网的地，三端变换器的输出负端分别连接中间电容Co1的另一端和第二开关管S2的一端，第二开关管S2的另一端分别连接第一开关管S2的另一端和滤波电感Lf的一端，滤波电感Lf的另一端连接负载或电网的正端。
本申请的控制方法为：三端变换器高频开关，控制其输出电压vo1大于光伏电池输出电压vPV和负载或电网电压vo瞬时值之和；逆变器第一开关管S1和第二开关管S2高频开关，工作在闭环，从而实现逆变器输出电压或电网电流的稳定输出。
三端变换器为输入输出电压极性相同的升压型变换器；三端变换器可工作在开环或闭环；负载有滤波电容与其并联；第一～第二开关管可为MOS管或IGBT；输入电容Cin为有极性电容或无极性电容；中间电容Co1为有极性电容或无极性电容。
逆变器工作在独立模式时，采用负载电压闭环，实现负载电压稳定输出；逆变器工作在并网模式时，采用电网电流闭环，从而实现电网电流稳定输出。
该逆变器也可拓展至三相逆变器，即将滤波电感Lf、第一开关管S1和第二开关管S2对应的单相电路，拓展成三相电路，便可得到三相逆变器。

Claims (7)

1.一种单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，所述单输入双接地不对称半桥逆变器包括光伏电池、三端变换器、输入电容Cin、中间电容Co1、滤波电感Lf、第一开关管S1、第二开关管S2和电网或负载；具体拓扑结构为：光伏电池PV的正极分别连接输入电容Cin的一端、中间电容Co1的一端、第一开关管S1的一端和三端变换器的输入正端和输出正端，光伏电池PV的负极分别连接输入电容Cin的另一端、三端变换器的输入负端和负载或电网的地，三端变换器的输出负端分别连接中间电容Co1的另一端和第二开关管S2的一端，第二开关管S2的另一端分别连接第一开关管S2的另一端和滤波电感Lf的一端，滤波电感Lf的另一端连接负载或电网的正端。
所述控制方法为：三端变换器高频开关，控制其输出电压vo1大于光伏电池输出电压vPV和负载或电网电压vo瞬时值之和；逆变器第一开关管S1和第二开关管S2高频开关，工作在闭环，从而实现逆变器输出电压或电网电流的稳定输出。
2.根据权利要求1所述的单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，所述三端变换器为输入输出电压极性相同的升压型变换器。
3.根据权利要求2所述的三端变换器，所述三端变换器可工作在开环或闭环。
4.根据权利要求1所述的单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，所述负载有滤波电容与其并联。
5.根据权利要求1所述的单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，所述第一～第二开关管可为MOS管或IGBT。
6.根据权利要求1所述的单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，所述输入电容Cin为有极性电容或无极性电容。
7.根据权利要求1所述的单输入双接地不对称半桥逆变器及其控制方法，所述中间电容Co1为有极性电容或无极性电容。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112994500A (zh) * 2021-03-11 2021-06-18 青岛大学 一种单级单相非对称全桥逆变器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040164557A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-26 Richard West Monopolar dc to bipolar to ac converter
CN102055316A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 Abb研究有限公司 非隔离直流-直流转换器组件
CN202889183U (zh) * 2012-09-28 2013-04-17 北京京仪绿能电力系统工程有限公司 一种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040164557A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-26 Richard West Monopolar dc to bipolar to ac converter
CN102055316A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 Abb研究有限公司 非隔离直流-直流转换器组件
CN202889183U (zh) * 2012-09-28 2013-04-17 北京京仪绿能电力系统工程有限公司 一种抑制非隔离型逆变器共模漏电流电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112994500A (zh) * 2021-03-11 2021-06-18 青岛大学 一种单级单相非对称全桥逆变器

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