CN216904696U - 一种新型六开关逆变器装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型六开关逆变器装置，包括直流电源，一个电容，六个二极管，六个绝缘栅双极晶体管（IGBT），一个滤波电感和电网。所提出的逆变器拓扑，由两个工业标准半桥模块和两个分立开关组成，从而降低了原型设计的复杂性并提高了功率密度。通过六个单向功率开关就可以产生三个输出电压电平，提高了电能质量。通过公共接地，将光伏板的负端直接连接到电网的零点，能够使逆变器的共模电压恒定，并且消除了漏电流问题。

Description

一种新型六开关逆变器装置
技术领域
本实用新型涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种新型六开关逆变器装置。
背景技术
利用光伏能源来减少化石能源发电的不良影响，吸引了大量的研究。近年来，研究趋势是使用无变压器逆变器，以获得更高的效率和可靠性。通过提出各种逆变器拓扑和改进的控制方案,已经在减少漏电流的方向上做出了一些努力。漏电流问题主要通过两种方式得到解决；一种是通过解耦，另一种是使用共地连接。在解耦技术中，导致泄漏电流循环的共模路径被定期中断。然而，所有这些基于解耦技术的拓扑结构，都不能完全抑制泄漏电流。共地型逆变器因其在减少漏电流方面的有效性，引起了学术界和行业的广泛兴趣。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种新型六开关逆变器装置，利用其固有的升压特性和单极性脉宽调制方案来改善并网系统的性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型所提出的电路包括直流电源、电容CF、六个二极管、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6、第一滤波电感L1、电网。
直流电源输出侧正极与二极管D1阴极及第一开关管S1的集电极相连，直流电源输出测负极与第二开关管S2的发射极及二极管D2阳极及第六开关管S6的发射极及二极管D6阴极及电网零点相连。
进一步地，第一开关管S1的发射极与二极管D1的阳极及电容CF的正极及第二开关管S2的集电极及二极管D2的阴极及第三开关管S3的发射极及开关管D3的阴极相连。
进一步地，电容CF的负极与第四开关管S4的集电极及二极管D4的阳极相连。
进一步地，第四开关管S4的发射极与二极管D4的阴极及第三开关管S3的集电极及二极管D3的阳极及第五开关管S5的集电极及二极管D5的阴极及第一滤波电感L1的一端相连。
进一步地，第五开关管S5的发射极与二极管D5的阳极及第六开关管S6的集电极及二极管D6的阳极相连。
进一步地，第一滤波电感L1的另一端与电网相连。
进一步地，所述开关管均采用绝缘栅双极性晶体管IGBT。
与现有技术相比，本实用新型电路具有的优势为：所提出的逆变器拓扑，通过六个单向功率开关就可以产生三个输出电压电平，提高了电能质量。通过公共接地，将光伏板的负端直接连接到电网的零点，能够使逆变器的共模电压恒定，并且消除了漏电流问题。
附图说明
图1是本实用新型电路结构图，
图2-4为电网电压正负半周期内工作的模态图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。为了清楚和简明起见，省略了与本实用新型关系不大的其他细节。还需说明的一点是，以下若未有特别详细说明之过程或符号，均是本领域技术人员可参照现有技术理解或实现的。
本实用新型的电路结构如图1所示，为了方便对此电路进行分析，电路结构中的器件均视为理想器件。
图2-图4为此光伏逆变电路在一个时间周期内的工作模态图，为了使电路表示地更加清晰明了，其中相对图1未被给出的电路元器件和连接线为关断状态。
逆变器输出电压的正电平的电流路径：
如图2所示，在此状态下，开关S1和S3打开，其余开关关闭。输入电压源通过输出端子连接，产生正电压电平。此模式下的导电器件数量为2个。
逆变器输出电压为零的电流路径：
如图3所示，开关S1、S4、S5和S6打开，其余开关关闭。输入电压源与电容CF串联连接。开关S5和S6的接通导致输出端子短路，从而产生零电压电平。该模式下的导电器件数量为4个。
逆变器输出电压的负电平的电流路径：
如图4所示，开关S2和S4打开，其余开关关闭。充电的电容CF提供负载。电容 CF以一种产生负电压电平的方式连接，从而产生负电压电平。在此模式下的导电器件数量为2个。
由上述分析可知，六开关逆变器由两个工业标准半桥模块和两个分立开关组成，从而降低了原型设计的复杂性并提高了功率密度。通过六个单向功率开关就可以产生三个输出电压电平，提高了电能质量。通过公共接地，将光伏板的负端直接连接到电网的零点，能够使逆变器的共模电压恒定，并且消除了漏电流问题。

Claims (3)

1.一种新型六开关逆变器装置，其特征在于装置包括直流电源，一个电容，六个二极管，六个绝缘栅双极晶体管（IGBT），一个滤波电感和电网，其中，直流电源输出侧正极与二极管D1阴极及第一开关管S1的集电极相连，直流电源输出测负极与第二开关管S2的发射极及二极管D2阳极及第六开关管S6的发射极及二极管D6阴极及电网零点相连；第一开关管S1的发射极与二极管D1的阳极及电容CF的正极及第二开关管S2的集电极及二极管D2的阴极及第三开关管S3的发射极及开关管D3的阴极相连；电容CF的负极与第四开关管S4的集电极及二极管D4的阳极相连；第四开关管S4的发射极与二极管D4的阴极及第三开关管S3的集电极及二极管D3的阳极及第五开关管S5的集电极及二极管D5的阴极及第一滤波电感L1的一端相连；第五开关管S5的发射极与二极管D5的阳极及第六开关管S6的集电极及二极管D6的阳极相连；第一滤波电感L1的另一端与电网相连。
2.根据权利要求1所述一种新型六开关逆变器装置，其特征在于，装置通过公共接地，将光伏板的负端直接连接到电网的零点。
3.根据权利要求1所述一种新型六开关逆变器装置，其特征在于，装置仅使用六个单向功率开关。
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