CN203481841U

CN203481841U - 基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构

Info

Publication number: CN203481841U
Application number: CN201320374069.1U
Authority: CN
Inventors: 钮良; 李建飞
Original assignee: WUXI SHANGNENG NEW ENERGY CO Ltd
Current assignee: Sineng Electric Co ltd; Top Energy Electric Co ltd
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-06-26

Abstract

本实用新型涉及一种电路结构，尤其是一种基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，属于光伏逆变器的技术领域。按照本实用新型提供的技术方案，所述基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，包括光伏逆变器；所述光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器分别与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线电连接。本实用新型光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线连接，通过三相自耦变压器完成电压变换的作用，同时能降低损耗及体积与使用成本，光伏逆变器或电网提供三相自耦变压器的励磁通路，克服三相自耦变压器磁芯的非线性特性影响，结构简单紧凑，适应范围广，安全可靠。

Description

基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种电路结构，尤其是一种基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，属于光伏逆变器的技术领域。

背景技术

光伏逆变器是光伏系统中的一个重要组成部分，光伏逆变器是将光伏电池板产生的直流电转化成交流电的电气设备。为了更加高效、合理地利用光伏系统产生的能量，一般的光伏系统需要并入电网，通过电网将电能输送给用户。由于电网具有一定的电压等级，为了实现光伏逆变器与电网间的电压匹配，一般需要在光伏逆变器与电网间加入一个升压变压器，普通的隔离型变压器在实现变压的同时能够实现电源间的电气隔离，但由于其原副边各需一个绕组，其损耗、体积较大，成本也较高，难以满足现代光伏系统的使用要求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，其结构简单紧凑，损耗小，使用成本低，适应范围广，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，包括光伏逆变器；所述光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器分别与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线电连接。

所述三相自耦变压器的中点与电网的零线或与光伏逆变器的中点电连接。

所述三相自耦变压器的中点与光伏逆变器的中点电连接时，光伏逆变器包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管及第六晶体管；第一晶体管的漏极端与第四晶体管的源极端连接，第一晶体管的源极端与第二晶体管的源极端及第三晶体管的源极端相互连接，第四晶体管的漏极端与第五晶体管的漏极端及第六晶体管的漏极端相互连接，第二晶体管的漏极端与第五晶体管的源极端连接，第三晶体管的漏极端与第六晶体管的源极端连接；第一晶体管的源极端、第二晶体管的源极端及第三晶体管的源极端还与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与第四晶体管的漏极端、第五晶体管的漏极端及第六晶体管的漏极端连接，第一电容的第二端及第二电容的第一端与三相自耦变压器的中点电连接。

所述三相自耦变压器的中点与光伏逆变器的中点电连接时，光伏逆变器包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管及第六晶体管；第一晶体管的漏极端与第四晶体管的源极端连接，第一晶体管的源极端与第二晶体管的源极端及第三晶体管的源极端相互连接，第四晶体管的漏极端与第五晶体管的漏极端及第六晶体管的漏极端相互连接，第二晶体管的漏极端与第五晶体管的源极端连接，第三晶体管的漏极端与第六晶体管的源极端连接；

第一晶体管的源极端、第二晶体管的源极端及第三晶体管的源极端还与第七晶体管的源极端连接，第七晶体管的漏极端与第八晶体管的源极端连接，第八晶体管的漏极端与第四晶体管的漏极端、第五晶体管的漏极端及第六晶体管的漏极端连接；第七晶体管的漏极端及第八晶体管的源极端与三相自耦变压器的中点电连接。

本实用新型的优点：光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线连接，通过三相自耦变压器完成电压变换的作用，同时能降低损耗及体积与使用成本，光伏逆变器或电网提供三相自耦变压器的励磁通路，克服三相自耦变压器磁芯的非线性特性影响，结构简单紧凑，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为单相自耦变压器的原理图。

图2为本实用新型的一种电路结构示意图。

图3为本实用新型的另一种电路结构示意图。

图4为本实用新型光伏逆变器体提供励磁通路的一种电路原理图。

图5为本实用新型光伏逆变器提供励磁通路的另一种电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：为一单相自耦变压器的原理图。单相自耦变压器的原副边均在同一绕组上，原边通过抽头引出，当原边通电后，磁芯上即形成感应磁场，该磁场在绕组2中产生感应电动势，由于绕组2匝数较绕组1多，从而实现了升压功能。其原理与隔离型的变压器无异，但其结构有了改变，原副边共用绕组1部分线圈，因此可节省一部分线材，同时根据原副边电流的关系可以看到绕组1上的电流为原副边电流I₁，I₂之差，因此，较隔离型变压器，自耦变压器降低了公共绕组部分的电流，在相同的导线截面积条件下，自耦变压器铜耗会降低。由于自耦变压器减少了线材的使用，那么较小的磁芯即可满足变压器绕线的要求，所以可以采用较小的磁芯，这有利于减小变压器的体积和成本，同时也会减小变压器的磁芯损耗。因此，在不需要电气隔离的场合，自耦变压器较隔离型变压器更具优势。

如图2和图3所示：为了降低光伏逆变器系统的损耗及成本，本实用新型包括光伏逆变器；所述光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器分别与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线电连接。

三相光伏逆变器接三相自耦变压器的并网示意图如图2和图3所示。由于三相自耦变压器的磁芯非线性特性，需要提供一个三次谐波电流的励磁通路，该励磁通路可以从电网本身接入，如图2所示，将自耦变压器中点与电网零线相连，此时三次谐波励磁电流由电网提供。当电网不提供中点时，三次谐波励磁电流也可以通过光伏逆变器提供，如图3所示，此时三相光伏逆变器需要提供一个中点。

如图4所示：为了能够使得三相光伏逆变器提供中点，本实用新型光伏逆变器包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及第六晶体管M6；第一晶体管M1的漏极端与第四晶体管M4的源极端连接，第一晶体管M1的源极端与第二晶体管M2的源极端及第三晶体管M3的源极端相互连接，第四晶体管M4的漏极端与第五晶体管M5的漏极端及第六晶体管M6的漏极端相互连接，第二晶体管M2的漏极端与第五晶体管M5的源极端连接，第三晶体管M3的漏极端与第六晶体管M6的源极端连接；第一晶体管M1的源极端、第二晶体管M2的源极端及第三晶体管M3的源极端还与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端与第四晶体管M4的漏极端、第五晶体管M5的漏极端及第六晶体管（M6）的漏极端连接，第一电容C1的第二端及第二电容C2的第一端与三相自耦变压器的中点电连接。

本实用新型实施例中，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及第六晶体管M6均采用MOS管，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及第六晶体管M6上的二极管均为寄生二极管。第一晶体管M1的漏极端与第四晶体管M4的源极端连接后形成光伏逆变器的a相输出端，第二晶体管M2的漏极端与第五晶体管M5的源极端连接后形成光伏逆变器的b相输出端，第三晶体管M3的漏极端与第六晶体管M6的源极端连接后形成光伏逆变器的c相输出端，第一电容C1与第二电容C2分压后，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第一端连接后形成三相光伏逆变器的中点n端。同时，也可以在第一电容C1与第二电容C2间插入滤波电感，以降低电流纹波。

如图5所示：光伏逆变器包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及第六晶体管M6；第一晶体管M1的漏极端与第四晶体管M4的源极端连接，第一晶体管M1的源极端与第二晶体管M2的源极端及第三晶体管M3的源极端相互连接，第四晶体管M4的漏极端与第五晶体管M5的漏极端及第六晶体管M6的漏极端相互连接，第二晶体管M2的漏极端与第五晶体管M5的源极端连接，第三晶体管M3的漏极端与第六晶体管M6的源极端连接；

第一晶体管M1的源极端、第二晶体管M2的源极端及第三晶体管M3的源极端还与第七晶体管M7的源极端连接，第七晶体管M7的漏极端与第八晶体管M8的源极端连接，第八晶体管M8的漏极端与第四晶体管M4的漏极端、第五晶体管M5的漏极端及第六晶体管M6的漏极端连接；第七晶体管M7的漏极端及第八晶体管M8的源极端与三相自耦变压器的中点电连接。

本实施例中，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5及第六晶体管M6均采用MOS管，并构成光伏逆变器，第七晶体管M7及第八晶体管M8也采用MOS管。第一晶体管M1的漏极端与第四晶体管M4的源极端连接后形成光伏逆变器的a相输出端，第二晶体管M2的漏极端与第五晶体管M5的源极端连接后形成光伏逆变器的b相输出端，第三晶体管M3的漏极端与第六晶体管M6的源极端连接后形成光伏逆变器的c相输出端，第七晶体管M7的漏极端与第八晶体管M8的源极端连接后形成三相光伏逆变器的中点n端，用于与三相耦合变压器的中点连接。

Claims

1.一种基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，包括光伏逆变器；其特征是：所述光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器分别与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线电连接；

所述三相自耦变压器的中点与电网的零线或与光伏逆变器的中点电连接；

所述三相自耦变压器的中点与光伏逆变器的中点电连接时，光伏逆变器包括第一晶体管（M1）、第二晶体管（M2）、第三晶体管（M3）、第四晶体管（M4）、第五晶体管（M5）及第六晶体管（M6）；第一晶体管（M1）的漏极端与第四晶体管（M4）的源极端连接，第一晶体管（M1）的源极端与第二晶体管（M2）的源极端及第三晶体管（M3）的源极端相互连接，第四晶体管（M4）的漏极端与第五晶体管（M5）的漏极端及第六晶体管（M6）的漏极端相互连接，第二晶体管（M2）的漏极端与第五晶体管（M5）的源极端连接，第三晶体管（M3）的漏极端与第六晶体管（M6）的源极端连接；第一晶体管（M1）的源极端、第二晶体管（M2）的源极端及第三晶体管（M3）的源极端还与第一电容（C1）的第一端连接，第一电容（C1）的第二端与第二电容（C2）的第一端连接，第二电容（C2）的第二端与第四晶体管（M4）的漏极端、第五晶体管（M5）的漏极端及第六晶体管（M6）的漏极端连接，第一电容（C1）的第二端及第二电容（C2）的第一端与三相自耦变压器的中点电连接。

2.一种基于自耦变压器的光伏逆变器系统电路结构，包括光伏逆变器；其特征是：所述光伏逆变器的交流输出端通过三相自耦变压器分别与电网的A相连接线、B相连接线及C相连接线电连接；

所述三相自耦变压器的中点与电网的零线或与光伏逆变器的中点电连接；所述三相自耦变压器的中点与光伏逆变器的中点电连接时，光伏逆变器包括第一晶体管（M1）、第二晶体管（M2）、第三晶体管（M3）、第四晶体管（M4）、第五晶体管（M5）及第六晶体管（M6）；第一晶体管（M1）的漏极端与第四晶体管（M4）的源极端连接，第一晶体管（M1）的源极端与第二晶体管（M2）的源极端及第三晶体管（M3）的源极端相互连接，第四晶体管（M4）的漏极端与第五晶体管（M5）的漏极端及第六晶体管（M6）的漏极端相互连接，第二晶体管（M2）的漏极端与第五晶体管（M5）的源极端连接，第三晶体管（M3）的漏极端与第六晶体管（M6）的源极端连接；

第一晶体管（M1）的源极端、第二晶体管（M2）的源极端及第三晶体管（M3）的源极端还与第七晶体管（M7）的源极端连接，第七晶体管（M7）的漏极端与第八晶体管（M8）的源极端连接，第八晶体管（M8）的漏极端与第四晶体管（M4）的漏极端、第五晶体管（M5）的漏极端及第六晶体管（M6）的漏极端连接；第七晶体管（M7）的漏极端及第八晶体管（M8）的源极端与三相自耦变压器的中点电连接。