CN202513843U - 全桥并网逆变器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种全桥并网逆变器，包括接于直流输入端的直流电容、由功率开关器件构成的H桥和续流通路、以及接于交流电网的输出电路；所述H桥包括在电网电压正半周期以设定频率开关并在电网电压负半周期关断的第一功率开关器件和第四功率开关器件、以及在电网电压正半周期关断并在电网电压负半周期以设定频率开关的第二功率开关器件和第三功率开关器件；所述续流通路包括在电网电压正半周期关断并在电网电压负半周期直通的第五功率开关器件和在电网电压正半周期直通并在电网电压负半周期关断的第六功率开关器件。本实用新型可有效抑制共模漏电流，并提高并网逆变器的逆变效率。

Description

全桥并网逆变器
技术领域
本实用新型涉及逆变器技术领域，更具体地说，涉及一种全桥并网逆变器。 
背景技术
并网逆变器就是一种直流电转变为220伏交流电并输入电网的电子设备。并网逆变器一般分为光伏并网逆变器、风力发电并网逆变器、动力设备并网逆变器和其他发电设备并网逆变器，这些并网逆变器将光伏阵列和风力发电机等产生的再生清洁电能直接转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电馈入电网。 
传统的单相全桥并网逆变器在采用双极性调制时，逆变器的转换效率低下；而在采用单极性调制时，相比双极性调制存在较大的共模电压，在没有工频变压器或高频变压器隔离情况下将有可能导致出现较大的共模电流威胁人身安全。 
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述现有单相全桥并网逆变器转换效率低下及可能出现较大共模电流的问题，提供一种全桥并网逆变器。 
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种全桥并网逆变器，包括接于直流输入端的直流电容、由功率开关器件构成的H桥和续流通路、以及接于交流电网的输出电路；所述H桥包括在电网电压正半周期以设定频率开关并在电网电压负半周期关断的第一功率开关器件和第四功率开关器件、以及在电网电压正半周期关断并在电网电压负半周期以设定频率开关的第二功率开关器件和第三功率开关器件；所述续流通路包括在电网电压正半周期关断并在电网电压负半周期直通的第五功率开关器件和在电网电压正半周期直通并 在电网电压负半周期关断的第六功率开关器件；所述第一功率开关器件和第二功率开关器件的集电极接于所述直流电容的第一端，所述第三功率开关器件和第四功率开关器件的发射极连接到所述直流电容的第二端；所述第一功率开关器件的发射极与第三功率开关器件的集电极、第五功率开关器件的集电极连接；所述第二功率开关器件的发射极与第四功率开关器件的集电极、第六功率开关器件的集电极连接；第五功率开关器件的发射极与第六功率开关器件的发射极连接。 
在本实用新型所述的全桥并网逆变器中，所述第五功率开关器件和第六功率开关器件分别包括一个三极管以及一个二极管，其中所述二极管的正极接于所述三极管的发射极、负极接于所述三极管的集电极。 
在本实用新型所述的全桥并网逆变器中，所述第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件、第四功率开关器件、第五功率开关器件以及第六功率开关器件分别为绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、晶闸管、可关断晶闸管和集成门极换向晶闸管中的一种。 
在本实用新型所述的全桥并网逆变器中，所述输出电路包括单电感滤波电路或LCL滤波电路。 
本实用新型的全桥并网逆变器具有以下有益效果：可有效抑制直流输入端存在对地分布电容而引起的对地间的共模漏电流及电磁噪声，并减少逆变桥功率开关器件的导通损耗，提高了并网逆变器的逆变效率。 
附图说明
图1是本实用新型全桥并网逆变器实施例的示意图。 
图2是本实用新型全桥并网逆变器在电网电压正半周期时的输出电流路径的示意图。 
图3是本实用新型全桥并网逆变器在电网电压正半周期时的续流电流路径的示意图。 
图4是本实用新型全桥并网逆变器在电网电压负半周期时的输出电流路径的示意图。 
图5是本实用新型全桥并网逆变器在电网电压负半周期时的续流电流路径的示意图。 
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 
如图1所示，是本实用新型的全桥并网逆变器实施例的示意图。该全桥并网逆变器包括直流电容C1、由功率开关器件构成的H桥和续流通路、以及接于交流电网的输出电路。直流电容C1接于直流输入端，例如伏阵列和风力发电机等设备。 
上述的H桥包括第一功率开关器件S1、第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3和第四功率开关器件S4。并且第一功率开关器件S1和第二功率开关器件S2的集电极接于直流电容C1的第一端；第三功率开关器件S3和第四功率开关器件S4的发射极连接到直流电容C1的第二端；第一功率开关器件S1的发射极与第三功率开关器件S3的集电极连接；第二功率开关器件S2的发射极与第四功率开关器件S4的集电极连接。 
续流通路包括第五功率开关器件S5和第六功率开关器件S6。并且第五功率开关器件S5的集电极与第一功率开关器件S1的发射极及第三功率开关器件S3的集电极连接；第六功率开关器件的集电极S6与第二功率开关器件S2的发射极及第四功率开关器件S4的集电极连接；第五功率开关器件S5的发射极与第六功率开关器件S6的发射极连接。 
上述第五功率开关器件S5和第六功率开关器件S6分别一个体内二极管，该体内二极管的正极接于第五功率开关器件S5或第六功率开关器件S6的发射极、负极接于第五功率开关器件S5或第六功率开关器件S6的集电极。 
上述第一功率开关器件S1、第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3、第四功率开关器件S4、第五功率开关器件S5以及第六功率开关器件S6可通过一个控制芯片控制通断，该控制芯片分别连接到上述六个功率开关器件的基 极。 
上述的全桥并网逆变器中，第一功率开关器件S 1、第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3、第四功率开关器件S4、第五功率开关器件S5以及第六功率开关器件S6可选包括绝缘栅双极晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET、晶闸管SCR、可关断晶闸管GTO和集成门极换向晶闸管IGCT中的一种或几种混用。 
此外，上述输出电路包括单电感滤波电路或LCL滤波电路（例如包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2以及滤波电容C2）。 
在电网电压正半周时，第六功率开关器件S6直通，第一功率开关器件S1、第四功率开关器件S4以相同的驱动信号高频开关；同时使第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3、第五功率开关器件S5关断。在第一功率开关器件S1、第四功率开关器件S4导通时，输入的直流电经第一功率开关器件S1、第一滤波电感L1、交流电网、第二滤波电感L2、第四功率开关器件S4构成供电回路向电网供电，如图2所示。在第一功率开关器件S1、第四功率开关器件S4关断时，并网电流经第六功率开关器件S6、第五功率开关器件S5的体内二极管、第一滤波电感L1、交流电网、第二滤波电感L2构成续流回路维持并网电流，如图3所示。 
在电网电压负半周时，使第五功率开关器件S5直通，第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3以相同的驱动信号高频开关；同时使第一功率开关器件S1、第四功率开关器件S4、第六功率开关器件S6关断。在第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3导通时，输入的直流电经第二功率开关器件S2、第二滤波电感L2、交流电网、第一滤波电感L1、第三功率开关器件S3构成供电回路向电网供电，如图4所示。在第二功率开关器件S2、第三功率开关器件S3关断时，并网电流经第五功率开关器件S5、第六功率开关器件S6的体内二极管、第二滤波电感L2、交流电网、第一滤波电感L1构成续流回路维持并网电流，如图5所示。 
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范 围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (4)

1.一种全桥并网逆变器，其特征在于：包括接于直流输入端的直流电容、由功率开关器件构成的H桥和续流通路、以及接于交流电网的输出电路；所述H桥包括在电网电压正半周期以设定频率开关并在电网电压负半周期关断的第一功率开关器件和第四功率开关器件、以及在电网电压正半周期关断并在电网电压负半周期以设定频率开关的第二功率开关器件和第三功率开关器件；所述续流通路包括在电网电压正半周期关断并在电网电压负半周期直通的第五功率开关器件和在电网电压正半周期直通并在电网电压负半周期关断的第六功率开关器件；所述第一功率开关器件和第二功率开关器件的集电极接于所述直流电容的第一端，所述第三功率开关器件和第四功率开关器件的发射极连接到所述直流电容的第二端；所述第一功率开关器件的发射极与第三功率开关器件的集电极、第五功率开关器件的集电极连接；所述第二功率开关器件的发射极与第四功率开关器件的集电极、第六功率开关器件的集电极连接；第五功率开关器件的发射极与第六功率开关器件的发射极连接。
2.根据权利要求1所述的全桥并网逆变器，其特征在于：所述第五功率开关器件和第六功率开关器件分别包括一个三极管以及一个二极管，其中所述二极管的正极接于所述三极管的发射极、负极接于所述三极管的集电极。
3.根据权利要求1所述的全桥并网逆变器，其特征在于：所述第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件、第四功率开关器件、第五功率开关器件以及第六功率开关器件分别为绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、晶闸管、可关断晶闸管和集成门极换向晶闸管中的一种。
4.根据权利要求1所述的全桥并网逆变器，其特征在于：所述输出电路包括单电感滤波电路或LCL滤波电路。 
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