CN208094206U - 一种逆变器及其并网输出电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种逆变器及其并网输出电路，其中并网输出电路包括共模信号滤波模块、差模信号滤波模块和压敏电阻，共模信号滤波模块的输入端用于连接并网逆变器的逆变电路，共模信号滤波模块的输出端连接差模信号滤波模块，差模信号滤波模块的输出端并联连接压敏电阻并用于连接电网。本实用新型的并网输出电路通过共模信号滤波模块滤除共模干扰，通过差模信号滤波模块滤除差模干扰，通过在并网输出电路中加入的压敏电阻，防止在逆变器出现故障时故障产生高电压直接加在电网上导致电力系统不稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源发电技术领域，具体涉及一种逆变器及其并网输出电路。
背景技术
目前，太阳能发电系统中，光伏电池板均需要通过并网逆变器连接电网进行发电，并网逆变器包括逆变电路和并网输出电路，其中，逆变电路通过并网输出电路连接电网。例如，公布号为CN105932896A公开了“一种带共模电流抑制的光伏并网逆变器及其抑制方法”，通过共模电感滤除共模干扰，通过差模滤波电路滤除差模干扰，但无法避免该逆变器在故障状态下可能出现将高压直接加在电网上的情况，影响电网的系统稳定性。由于逆变器中存在BOOST升压电路，在故障时BOOST电路可能会产生直流高压，逆变后产生交流高压，由于逆变器产生的电压比电网电压高，会干扰电网的正常工作，因而导致电力系统的不稳定。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种逆变器及其并网输出电路，用于解决现有逆变器出现故障将故障产生的高电压直接加在电网导致的系统不稳定的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种逆变器的并网输出电路，包括共模信号滤波模块、差模信号滤波模块和压敏电阻，其中，共模信号滤波模块的输入端用于连接并网逆变器的逆变电路，共模信号滤波模块的输出端连接差模信号滤波模块，差模信号滤波模块的输出端并联连接压敏电阻，并用于连接电网。
本实用新型的并网输出电路通过共模信号滤波模块滤除共模干扰，通过差模信号滤波模块滤除差模干扰，通过在并网输出电路中加入的压敏电阻，在升压电路产生直流高压时进行分流，保证电网的正常工作和电网系统稳定性。
防止在逆变器出现故障时直接加在电网上导致电力系统不稳定。
为了防止逆变器故障时产生的更高电压影响电网稳定性，进一步的，所述差模信号滤波模块的输出端与压敏电阻并联后通过熔断器用于连接电网。
为了滤除共模干扰，具体的，共模信号滤波模块包括共模电抗器和第一电容，共模电抗器的第一组接口为共模信号滤波模块的输入端，共模电抗器的第二组接口并联第一电容后连接差模信号滤波模块。
为了滤除差模干扰，具体的，所述差模信号滤波模块包括第二电容和第三电容，第二电容和第三电容串联后分别引出两组端口，其中一组端口用于连接共模信号滤波模块的输出端，另一组端口为差模信号滤波模块的输出端。
为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种并网逆变器，包括依次连接的逆变电路和并网输出电路，并网输出电路包括共模信号滤波模块和差模信号滤波模块，共模信号滤波模块的输入端连接逆变电路，共模信号滤波模块的输出端连接差模信号滤波模块，还包括并联差模信号滤波模块的输出端的压敏电阻，压敏电阻用于连接电网。
进一步，所述差模信号滤波模块的输出端与压敏电阻并联后通过熔断器用于连接电网。
进一步，共模信号滤波模块包括共模电抗器和第一电容，共模电抗器的第一组接口为共模信号滤波模块的输入端，共模电抗器的第二组接口并联第一电容后连接差模信号滤波模块。
进一步，所述差模信号滤波模块包括第二电容和第三电容，第二电容和第三电容串联后分别引出两组端口，其中一组端口用于连接共模信号滤波模块的输出端，另一组端口为差模信号滤波模块的输出端。
为了增加升压电路的升压速度，进一步的，还包括连接逆变电路的第一BOOST升压电路，并联第一BOOST升压电路的第二BOOST升压电路，任意一个BOOST升压电路均包括由电感、二极管和开关管构成的T字型电路，电感和开关管的串联支路用于连接光伏板的输出端，开关管和二极管的串联支路用于连接逆变电路。
为了提高驱动PWM波的频率，进一步的，还包括驱动BOOST升压电路中开关管的驱动电路，该驱动电路包括PNP型三极管、NPN型三极管、第一电阻和第二电阻，其中，NPN型三极管的集电极连接正电源，NPN型三极管的基极通过第一电阻连接控制端；PNP型三极管的集电极接地，PNP型三极管的基极通过第二电阻连接所述控制端，PNP型三极管的射极连接NPN型三极管的射极，PNP型三极管的射极与NPN型三极管的射极的连接支路上引出连接端用于连接BOOST升压电路的控制端。
进一步，所述逆变电路为桥式逆变电路，桥式逆变电路的开关管采用IR2110芯片进行驱动。
为了采集逆变器输出的电压和电流，进一步的，还包括用于采集所述逆变器输出的电压和电流的采样电路，采样电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，第一运算放大器作为电压跟随器，其输入端用于采集所述逆变器输出的电压和电流，第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的一个输入端，用于对采集的波形进行缩放和电平提升。
为了对采样电路采集到的波形进行平移调整，进一步的，第二运算放大器的另一个输入端连接有调节电位器，用于对采集到的波形在垂直方向上进行平移。
附图说明
图1是一种并网逆变器的并网输出电路示意图；
图2是一种并网逆变器的示意图；
图3-1是一种BOOST升压电路示意图；
图3-2是另一种BOOST升压电路和逆变电路示意图；
图4-1是一种升压电路的驱动电路示意图；
图4-2是驱动电路采用的驱动芯片结构图；
图5是一种并网输出电路的采样电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
本实用新型提出一种并网逆变器，包括并网输出电路，并网输出电路如图1所示，包括共模信号滤波模块、差模信号滤波模块和压敏电阻RV1，共模信号滤波模块的输入端用于连接并网逆变器的逆变电路，共模信号滤波模块的输出端连接差模信号滤波模块，差模信号滤波模块的输出端并联连接压敏电阻RV1，并用于连接电网。
共模信号滤波模块用于滤除共模干扰，包括共模电抗器T1和第一电容C21，共模电抗器T1的第一组接口为共模信号滤波模块的输入端，共模电抗器T1的第二组接口并联第一电容C21后连接差模信号滤波模块。
差模信号滤波模块用于滤除差模干扰，包括第二电容C19和第三电容C20，第二电容C19和第三电容C20串联后分别引出两组端口，其中一组端口用于连接共模信号滤波模块的输出端，另一组端口为差模信号滤波模块的输出端，第二电容C19和第三电容C20的连接支路上设置有参考地或参考电位。
本实用新型的并网输出电路通过共模信号滤波模块滤除共模干扰，通过差模信号滤波模块滤除差模干扰，通过在并网输出电路中加入的压敏电阻，防止在逆变器出现故障时直接加在电网上导致电力系统不稳定。
为了防止逆变器故障时产生的更高电压影响电网稳定性，进一步的，差模信号滤波模块的输出端与压敏电阻RV1并联后，通过熔断器F1用于连接电网。
基于上述并网输出电路，本实用新型的并网逆变器结构如图2所示，包括以此连接的BOOST升压电路、逆变电路和并网输出电路，BOOST升压电路对光伏电池板输出的电压进行提升，并输出给逆变电路，逆变电路通过并网输出电路将电流输送至电网。
为了增加升压电路的升压速度，BOOST升压电路为并联的升压电路，即采用第一BOOST升压电路并联第二BOOST升压电路的拓扑结构，其中任意一个BOOST升压电路包括由电感、二极管和开关管构成的T字型电路，电感和开关管连接后用于连接光伏板的输出端，开关管和二极管连接后用于连接逆变电路。例如，如图3-1所示的由电感L、二极管D和开关管Q构成的BOOST升压电路；又如图3-2所示的包括电感L1、二极管D1和MOS管Q1在内的BOOST升压电路。图中，电容C4、C23的型号为105/630A，C11、C12、C25和C27的型号为470uf/250V，电阻R12、R23的型号为330KΩ/1W。双BOOST升压电路的好处在于，其直流母线电压更稳定、输出电流更大，整机的启动时间也更短。
为了提高驱动PWM波的频率，图2中驱动BOOST升压电路中开关管的驱动电路具体的如图4-1所示，该驱动电路是由三极管构成的推挽式驱动电路，结构简单。具体的，该驱动电路包括PNP型三极管5H11G、NPN型三极管4H11G、第一电阻和第二电阻，其中，NPN型三极管4H11G的集电极连接正电源+15V，NPN型三极管的基极通过第一电阻R6连接控制端PWM3H；PNP型三极管5H11G的集电极接地HGND，PNP型三极管的基极通过第二电阻R7连接控制端PWM3H，PNP型三极管的射极连接NPN型三极管的射极，PNP型三极管的射极与NPN型三极管的射极的连接支路上引出连接端A用于连接BOOST升压电路的控制端，正电源+15V通过电容C43连接地HGND。
上述逆变电路为桥式逆变电路，桥式逆变电路的开关管采用IR2110芯片进行驱动，如图4-2所示，图中电容C32的型号为10uF/25V。
图1中用于采集输出的电压和电流的采样电路，具体的如图5所示，包括第一运算放大器和第二运算放大器，均采用LM358芯片，其中，第一运算放大器作为电压跟随器，其输入端PV_ID用于采集逆变器输出的电压和电流，第一运算放大器的输出端用于连接第二运算放大器的一个输入端，用于对采集的波形进行缩放和电平提升。第二运算放大器的另一个输入端连接有调节电位器，用于对采集到的波形在垂直方向上进行平移。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种逆变器的并网输出电路，包括共模信号滤波模块和差模信号滤波模块，共模信号滤波模块的输入端用于连接并网逆变器的逆变电路，共模信号滤波模块的输出端连接差模信号滤波模块，其特征在于，还包括并联差模信号滤波模块的输出端的压敏电阻，压敏电阻用于连接电网。
2.根据权利要求1所述的逆变器的并网输出电路，其特征在于，所述差模信号滤波模块的输出端与压敏电阻并联后通过熔断器用于连接电网。
3.根据权利要求1所述的逆变器的并网输出电路，其特征在于，共模信号滤波模块包括共模电抗器和第一电容，共模电抗器的第一组接口为共模信号滤波模块的输入端，共模电抗器的第二组接口并联第一电容后连接差模信号滤波模块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的逆变器的并网输出电路，其特征在于，所述差模信号滤波模块包括第二电容和第三电容，第二电容和第三电容串联后分别引出两组端口，其中一组端口用于连接共模信号滤波模块的输出端，另一组端口为差模信号滤波模块的输出端。
5.一种并网逆变器，包括依次连接的逆变电路和并网输出电路，并网输出电路包括共模信号滤波模块和差模信号滤波模块，共模信号滤波模块的输入端连接逆变电路，共模信号滤波模块的输出端连接差模信号滤波模块，其特征在于，还包括并联差模信号滤波模块的输出端的压敏电阻，压敏电阻用于连接电网。
6.根据权利要求5所述的并网逆变器，其特征在于，所述差模信号滤波模块的输出端与压敏电阻并联后通过熔断器用于连接电网。
7.根据权利要求5所述的并网逆变器，其特征在于，共模信号滤波模块包括共模电抗器和第一电容，共模电抗器的第一组接口为共模信号滤波模块的输入端，共模电抗器的第二组接口并联第一电容后连接差模信号滤波模块。
8.根据权利要求5-7任一项所述的并网逆变器，其特征在于，所述差模信号滤波模块包括第二电容和第三电容，第二电容和第三电容串联后分别引出两组端口，其中一组端口用于连接共模信号滤波模块的输出端，另一组端口为差模信号滤波模块的输出端。
9.根据权利要求5所述的并网逆变器，其特征在于，还包括连接逆变电路的第一BOOST升压电路，并联第一BOOST升压电路的第二BOOST升压电路，任意一个BOOST升压电路均包括由电感、二极管和开关管构成的T字型电路，电感和开关管的串联支路用于连接光伏板的输出端，开关管和二极管的串联支路用于连接逆变电路。
10.根据权利要求5所述的并网逆变器，其特征在于，还包括驱动BOOST升压电路中开关管的驱动电路，该驱动电路包括PNP型三极管、NPN型三极管、第一电阻和第二电阻，其中，NPN型三极管的集电极连接正电源，NPN型三极管的基极通过第一电阻连接控制端；PNP型三极管的集电极接地，PNP型三极管的基极通过第二电阻连接所述控制端，PNP型三极管的射极连接NPN型三极管的射极，PNP型三极管的射极与NPN型三极管的射极的连接支路上引出连接端用于连接BOOST升压电路的控制端。
11.根据权利要求5所述的并网逆变器，其特征在于，所述逆变电路为桥式逆变电路，桥式逆变电路的开关管采用IR2110芯片进行驱动。
12.根据权利要求5所述的并网逆变器，其特征在于，还包括用于采集所述逆变器输出的电压和电流的采样电路，采样电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，第一运算放大器作为电压跟随器，其输入端用于采集所述逆变器输出的电压和电流，第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的一个输入端，用于对采集的波形进行缩放和电平提升。
13.根据权利要求12所述的并网逆变器，其特征在于，第二运算放大器的另一个输入端连接有调节电位器，用于对采集到的波形在垂直方向上进行平移。
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| CN117713198A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-03-15 | 广州云酷智能设备有限公司 | 一种并网式逆变器控制核心模块及光伏换电柜 |
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