CN218783574U - 一种逆变器及光伏系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种逆变器及光伏系统；逆变器包括：绝缘阻抗检测电路、瞬态二极管、第一开关和逆变电路；绝缘阻抗检测电路的两端分别连接在逆变电路的正输入端和负输入端；绝缘阻抗检测电路的第三端接地；瞬态二极管和第一开关串联在逆变电路的负输入端和地之间；在辅助电源掉电后，第一开关闭合，瞬态二极管介入，将逆变器的负输入端电压钳位在瞬态二极管的钳位电压；且钳位电压合适的瞬态二极管可以平衡逆变器正、负输入端的电压差值；因此，辅助电源掉电后，逆变器输入端的共模电压和差模电压均不会超过安全阈值，满足快速关断的要求。

Description

一种逆变器及光伏系统
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种逆变器及光伏系统。
背景技术
在光伏系统中，关断器和优化器等许多设备都要求逆变器快速关断。逆变器快速关断，是指逆变器输入端的共模电压和差模电压在关断后预设时间内降至安全阈值以下。目前逆变器的输入端电压快速放电的主要问题为当母线放电至整机辅助电源掉电后，母线剩余电压通过绝缘阻抗检测电路再次将逆变器负输入端的电压充电到较高值，不满足快速关断标准。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供一种逆变器及光伏系统，能够实现逆变器快速关断。
为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请提供一种逆变器，包括：绝缘阻抗检测电路、瞬态二极管、第一开关和逆变电路；
绝缘阻抗检测电路的两端分别连接在逆变电路的正输入端和负输入端；
绝缘阻抗检测电路的第三端接地；
瞬态二极管和第一开关串联在逆变电路的负输入端和地之间；
当逆变器的辅助电源掉电后，第一开关闭合；反之断开。
优选地，绝缘阻抗检测电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第二开关；
第一电阻的第一端连接逆变电路的正输入端，第一电阻的第二端连接第三电阻的第一端；
第三电阻的第二端作为绝缘阻抗检测电路的第三端；
第二电阻的第一端连接逆变电路的负输入端，第二电阻的第二端连接第三电阻的第一端；
第二开关并联在第二电阻的两端；
当辅助电源掉电后，第二开关断开；反之闭合。
优选地，还包括：二极管；
二极管的阳极作为逆变器的正输入端，二极管的阴极用于连接逆变电路的正输入端。
优选地，还包括：BOOST电路；
二极管为BOOST电路中的主功率通路上的二极管。
优选地，还包括：第四电阻；
第四电阻连接在逆变电路的正输入端和负输入端之间。
优选地，逆变电路的输入端作为逆变器的输入端；
逆变器的输入端用于连接光伏组件。
优选地，辅助电源位于逆变器的内部。
本申请还提供一种光伏系统，包括：光伏组件和以上介绍的逆变器；
逆变电路的输入端作为逆变器的输入端，逆变电路的输出端作为逆变器的输出端；
光伏组件连接逆变器的输入端；逆变器的输出端用于连接电网或负载。
优选地，还包括：关断器；关断器连接在光伏组件和逆变器之间。
优选地，还包括：优化器；优化器连接在光伏组件和逆变器之间。
由此可见，本申请具有如下有益效果：
本申请提供的逆变器，增加了瞬态二极管和第一开关；在辅助电源掉电后，第一开关闭合，瞬态二极管介入，将逆变器的负输入端电压钳位在瞬态二极管的钳位电压；且钳位电压合适的瞬态二极管可以平衡逆变器正、负输入端的电压差值；因此，辅助电源掉电后，逆变器输入端的共模电压和差模电压均不会超过安全阈值，满足快速关断的要求。本申请提供的逆变器，能够实现快速关断，具有更高的安全性，能更好地适配关断器和/或优化器。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种逆变器的示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种逆变器的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解和实施本申请的技术方案，下面介绍本申请的具体应用场景。
逆变器并网时，通常会进行绝缘阻抗检测。绝缘阻抗检测是用来计算电流，当残余漏电流大于安全电流阈值时，相关人员会有触电风险。因此，逆变器中会包括绝缘阻抗检测电路，通过绝缘阻抗检测电路完成绝缘阻抗检测。
但是，逆变器快速关断时，随着母线放电，辅助电源会逐渐掉电。辅助电源的作用是给控制电路、驱动电路提供稳定的低压电源。辅助电源掉电后，母线剩余电压通过绝缘阻抗检测电路再次将逆变器负输入端的电压充电到较高值，导致逆变器不能满足输入端的共模电压和差模电压在关断后预设时间内降至安全阈值以下，无法实现快速关断。
本申请提供的技术方案，加入了瞬态二极管，在辅源掉电后通过瞬态二极管将逆变器输入端的共模电压钳位，使其不会被绝缘阻抗检测电路充电到较高值，逆变器能够完成快速关断。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种逆变器的示意图。
本申请实施例提供的逆变器，包括：绝缘阻抗检测电路100、瞬态二极管TVS、第一开关K1和逆变电路200。
绝缘阻抗检测电路100的两端分别连接在逆变电路200的正输入端BUS+和负输入端BUS-。
绝缘阻抗检测电路100的第三端接地PE。
瞬态二极管TVS和第一开关K1串联在逆变电路200的负输入端BUS-和地PE之间。
绝缘阻抗检测电路100的两端还分别用于连接光伏组件的正极PV+和负极PV-。
逆变电路200的交流端用于连接电网或负载。
当辅助电源掉电后，第一开关K1闭合；反之断开。
本申请不具体限定第一开关K1的具体类型，例如：可以是继电器；可以是接触器；也可以是其他受控开关。
辅助电源掉电后，第一开关K1闭合，瞬态二极管TVS介入；由于瞬态二极管TVS的特性，逆变电路200负输入端的电压UBUS-/PE被钳位于瞬态二极管TVS的钳位电压，而从图中可以看出，逆变器负输入端的电压UPV-/PE＝UBUS-/PE，因此UPV-/PE也被钳位于该钳位电压，UPV-/PE不会被充电到较高值。
应该理解，为实现逆变器的快速关断，瞬态二极管TVS的钳位电压应小于逆变器快速关断要求中的安全阈值。
为了避免差模电压逐渐升高，选择钳位电压合适的瞬态二极管TVS可以平衡UPV-/PE和逆变器正输入端的电压UPV+/PE之间的差值，控制逆变器输入端的差模电压也低于安全阈值。
本领域技术人员可以根据逆变器快速关断的具体要求以及逆变器的具体拓扑选择瞬态二极管TVS的钳位电压；优选地，钳位电压为15V-25V。
本申请实施例提供的逆变器，增加了瞬态二极管和第一开关；在辅助电源掉电后，第一开关闭合，瞬态二极管介入，将逆变器的负输入端电压钳位在瞬态二极管的钳位电压；且钳位电压合适的瞬态二极管可以平衡逆变器正、负输入端的电压差值；因此，辅助电源掉电后，逆变器输入端的共模电压和差模电压均不会超过安全阈值，满足快速关断的要求。本申请实施例提供的逆变器，能够实现快速关断，具有更高的安全性，能更好地适配关断器和/或优化器。
在一些实施例中，辅助电源可以位于逆变器的内部。
本申请不具体限定逆变器以及其中的绝缘阻抗检测电路的具体拓扑，下面结合附图介绍一种可能的实现方式。
参见图2，该图为本申请实施例提供的另一种逆变器的示意图。
本申请实施例提供的逆变器，除了包括以上实施例介绍的绝缘阻抗检测电路100、瞬态二极管TVS、第一开关K1和逆变电路200外，还包括：二极管D1和第四电阻R4。
绝缘阻抗检测电路100、瞬态二极管TVS、第一开关K1和逆变电路200的具体连接关系可以参见上述实施例。
二极管D1的阳极用于连接光伏组件的正极PV+，二极管D1的阴极用于连接逆变电路200的正输入端BUS+。
逆变器，还可以包括BOOST电路；其中，二极管D1为BOOST电路中的主功率通路上的二极管。
第四电阻R4连接在逆变电路200的正输入端BUS+和负输入端BUS-之间。
本申请不具体限定第四电阻R4的阻值，优选地，第四电阻的阻值为5kΩ。
绝缘阻抗检测电路100具体可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第二开关K2。
第一电阻R1的第一端连接逆变电路200的正输入端BUS+，第一电阻R1的第二端连接第三电阻R3的第一端；第三电阻R3的第二端作为绝缘阻抗检测电路100的第三端；第二电阻R2的第一端连接逆变电路200的负输入端BUS-，第二电阻R2的第二端连接第三电阻R3的第一端。第二开关K2并联在第二电阻R2的两端。
当辅助电源掉电后，第二开关K2断开；反之闭合。
本申请不具体限定第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值；优选地，第一电阻R1的阻值与第二电阻R2的阻值可以相等，第三电阻R3的阻值为第一电阻R1的阻值与第二电阻R2的阻值之和；具体地，第一电阻R1的阻值与第二电阻R2的阻值可以均为1.5MΩ，第三电阻R3的阻值为3MΩ。
在触发逆变器关断后，辅助电源掉电之前，BOOST电路中的开关管开通，逆变器的输入端差模短路，由BOOST电路进行放电。
辅助电源掉电后，BOOST电路中的开关管关断，与上述实施例同理，由瞬态二极管TVS控制UPV-/PE为钳位电压；由于PV+和BUS+之间的BOOST电路中存在二极管D1，绝缘阻抗检测电路100也无法将UPV+/PE充电到较高值，母线残压则通过第四电阻R4放电，逐渐下降。
UPV-/PE和UPV+/PE均不被充电到较高值，表示逆变器输入端的共模电压在快速关断时低于安全阈值。
基于以上实施例提供的逆变器，本申请实施例还提供一种光伏系统，下面结合附图进行详细介绍。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种光伏系统的示意图。
本申请实施例提供的光伏系统，包括：光伏组件1000和以上实施例介绍的逆变器2000。
以上实施例介绍的逆变器2000中，逆变电路的输入端作为逆变器2000的输入端，逆变电路的输出端作为逆变器2000的输出端；
光伏组件1000连接逆变器2000的输入端；逆变器2000的输出端用于连接电网或负载。
其中，逆变器2000的具体工作原理可以参见以上实施例，在此不再赘述。
本申请不具体限定光伏系统的具体拓扑，例如：光伏系统还可以包括关断器和/或优化器。
关断器和/或优化器连接在光伏组件和逆变器之间。
本申请实施例提供的光伏系统，逆变器中增加了瞬态二极管和第一开关；在辅助电源掉电后，第一开关闭合，瞬态二极管介入，将逆变器负输入端的电压钳位，不会被绝缘阻抗检测电路充电到较高值；因此，辅助电源掉电后，逆变器输入端的共模电压和差模电压均不会超过安全阈值，满足快速关断的要求，安全性更高，且能更好地适配光伏系统中的关断器和/或优化器。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种逆变器，其特征在于，包括：绝缘阻抗检测电路、瞬态二极管、第一开关和逆变电路；
所述绝缘阻抗检测电路的两端分别连接在所述逆变电路的正输入端和负输入端；
所述绝缘阻抗检测电路的第三端接地；
所述瞬态二极管和所述第一开关串联在所述逆变电路的负输入端和地之间；
当所述逆变器的辅助电源掉电后，所述第一开关闭合；反之断开。
2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述绝缘阻抗检测电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第二开关；
所述第一电阻的第一端连接所述逆变电路的正输入端，所述第一电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端；
所述第三电阻的第二端作为所述绝缘阻抗检测电路的第三端；
所述第二电阻的第一端连接所述逆变电路的负输入端，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端；
所述第二开关并联在所述第二电阻的两端；
当所述辅助电源掉电后，所述第二开关断开；反之闭合。
3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，还包括：二极管；
所述二极管的阳极作为所述逆变器的正输入端，所述二极管的阴极用于连接所述逆变电路的正输入端。
4.根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，还包括：BOOST电路；
所述二极管为所述BOOST电路中的主功率通路上的二极管。
5.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，还包括：第四电阻；
所述第四电阻连接在所述逆变电路的正输入端和负输入端之间。
6.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变电路的输入端作为所述逆变器的输入端；
所述逆变器的输入端用于连接光伏组件。
7.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述辅助电源位于所述逆变器的内部。
8.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括：光伏组件和权利要求1-7任一项所述的逆变器；
逆变电路的输入端作为所述逆变器的输入端，所述逆变电路的输出端作为所述逆变器的输出端；
所述光伏组件连接所述逆变器的输入端；所述逆变器的输出端用于连接电网或负载。
9.根据权利要求8所述的光伏系统，其特征在于，还包括：关断器；所述关断器连接在所述光伏组件和所述逆变器之间。
10.根据权利要求8所述的光伏系统，其特征在于，还包括：优化器；所述优化器连接在所述光伏组件和所述逆变器之间。
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