一种高效低漏电流逆变器拓扑结构的制作方法
专利名称：一种高效低漏电流逆变器拓扑结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种逆变器拓扑电路，尤其是涉及一种高效低漏电流逆变器拓扑结构。
背景技术：
随着能源消费的日益增长和人类环保意识的提高，近几年作为绿色能源的太阳能受到大力推广。光伏产业迅速发展，世界上不但美国、日本，德国等发达国家大力发展太阳能发电技术，即使象沙特这样的产油国也未雨绸缪，大力发展太阳能发电技术即光伏技术，太阳能成为人们关注的焦点。 光伏逆变器是光伏技术的一个重要组成部分。光伏逆变器按是否并入电网分为离网式逆变器和并网式逆变器。无隔离变压器型逆变器，以高效和轻巧逐渐成为主流。在单相无变压器逆变器中，采用标准的H桥拓扑时，调制方式分为单极性调制方式和双极性调制。双极性调制的单相逆变器损耗比较大，效率最高只能到95%左右，但是共模漏电流很小；单极性调制的单相逆变器功率器件开关次数少，具有更高的效率，同时单极性调制有一个问题就是共模漏电流问题。
发明内容本实用新型要解决的问题是提供一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，尤其适合单相无变压器逆变器拓扑电路，直接应用到光伏并网、离网逆变器、风力发电逆变器和其他类似的并网或离网逆变器电路中。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，其特征在于:包括具有续流和控制作用的回路，所述回路包括母线电容C、第一至第六受控开关(Tl、T2、T3、T4、T5、T6)，第一、第二滤波电感L1、L2以及滤波器；所述母线电容C与一直流电源(PV)并联，所述第一、第三、第五受控开关(Tl、T3、T5)依次串联，同时并联在所述母线电容C的两端，所述第二受控开关(T2)与所述第一受控开关(Tl)并联，所述第四、第六受控开关(T4、T6)串联连接，同时并联在第三、第五受控开关(T3、T5)的两端；所述第三受控开关(Τ3)连接第五受控开关(Τ5)的一脚，还与所述第一滤波电感LI相连，所述第一滤波电感LI连接所述滤波器的一脚，所述滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接第四受控开关(Τ4 )与第六受控开关(Τ6 )相连的一脚。所述受控开关可为IGBT、M0SFET、可控硅整流元件中的一种或几种的组合。所述滤波器为EMC滤波器。本实用新型具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案，通过在H桥逆变器基础上增加续流和控制回路，在保持单相无变压器逆变器的高效率的同时，减小共模漏电流，提高安全性和可靠性。
图1是本实用新型的拓扑结构示意图。图2是本实用新型的拓扑结构正半周有源开通时示意图。图3为本实用新型的拓扑结构正半周无源续流时示意图。图4为本实用新型的拓扑结构负半周有源开通时示意图。图5为本实用新型的拓扑结构负半周无源续流时示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括 具有续流和控制作用的回路，回路包括母线电容C、受控开关Tl、T2、T3、T4、T5、T6，第一滤波电感L1、第二滤波L2以及EMC滤波器；Tl T6 为 IGBT 单管或者 MOSFET。母线电容C与直流电源PV并联，T1、T3、T5依次串联，同时并联在母线电容C的两端，所述Τ2与Tl并联，Τ4、Τ6串联连接，同时并联在Τ3、Τ5的两端；Τ3连接Τ5的一脚，还与第一滤波电感LI相连,第一滤波电感LI连接EMC滤波器的一脚,所述EMC滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接Τ4与Τ6相连的一脚，电路通过后面的EMC滤波器并入电网。本实用新型的工作过程为:该拓扑结构在电网电压正半周，Τ2、Τ4、Τ5处于关闭状态，Τ3导通，Τ1、Τ6以SPWM控制方法控制开关。如图2所示，在Τ1、Τ6有源开通时，电流按图2中箭头示意方向沿虚线流动，由PV的正极流出，经过Τ1、Τ3、第一滤波电感L1、EMC滤波器、电网、第二滤波电感L2、T6，流回PV负极；如图3所示，无源续流时，Tl、T6关闭，电感中的储能按图3中箭头示意的方向沿虚线，流经T4、T3续流。该拓扑结构在电网电压负半周，Τ1、Τ3、Τ6处于关闭状态，Τ4导通，Τ2、Τ5以SPWM控制方法控制开关。如图4所示,在Τ2、Τ5有源开通时，电流按图4中箭头示意方向沿虚线流动，电流由PV的正极流出，经过Τ2、Τ4、第二滤波电感L2、EMC滤波器、电网、第一滤波电感L1、Τ5，流回PV负极；如图5所示,无源续流时，Τ2、Τ5关闭，电感中的储能按图5中箭头示意的方向沿虚线，流过Τ3、Τ4续流。以上仅为控制算法的一种，本拓扑电路可有不同的软件控制算法。以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求1.一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，其特征在于:包括具有续流和控制作用的回路，所述回路包括母线电容C、第一至第六受控开关(Tl、T2、T3、T4、T5、T6)，第一、第二滤波电感L1、L2以及滤波器； 所述母线电容C与一直流电源(PV)并联，所述第一、第三、第五受控开关(Tl、T3、T5)依次串联，同时并联在所述母线电容C的两端，所述第二受控开关(T2)与所述第一受控开关(Tl)并联，所述第四、第六受控开关(T4、T6)串联连接，同时并联在第三、第五受控开关(T3、T5)的两端；所述第三受控开关(Τ3)连接第五受控开关(Τ5)的一脚，还与所述第一滤波电感LI相连，所述第一滤波电感LI连接所述滤波器的一脚，所述滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接第四受控开关(Τ4)与第六受控开关(Τ6)相连的一脚。
2.根据权利要求1所述的拓扑结构，其特征在于:所述受控开关可为IGBT、MOSFET、可控硅整流元件中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的拓扑`结构，其特征在于:所述滤波器为EMC滤波器。
专利摘要本实用新型提供一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，包括具有续流和控制作用的回路，所述回路包括母线电容C、第一至第六受控开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，第一、第二滤波电感L1、L2以及滤波器；本实用新型的有益效果是在保持单相无变压器逆变器的高效率的同时，减小共模漏电流，提高安全性和可靠性。
文档编号H02M7/48GK203151392SQ20132002052
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者刘廷波, 张虎祥 申请人:天津科林电气有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种逆变器拓扑电路，尤其是涉及一种高效低漏电流逆变器拓扑结构。
背景技术：
随着能源消费的日益增长和人类环保意识的提高，近几年作为绿色能源的太阳能受到大力推广。光伏产业迅速发展，世界上不但美国、日本，德国等发达国家大力发展太阳能发电技术，即使象沙特这样的产油国也未雨绸缪，大力发展太阳能发电技术即光伏技术，太阳能成为人们关注的焦点。 光伏逆变器是光伏技术的一个重要组成部分。光伏逆变器按是否并入电网分为离网式逆变器和并网式逆变器。无隔离变压器型逆变器，以高效和轻巧逐渐成为主流。在单相无变压器逆变器中，采用标准的H桥拓扑时，调制方式分为单极性调制方式和双极性调制。双极性调制的单相逆变器损耗比较大，效率最高只能到95%左右，但是共模漏电流很小；单极性调制的单相逆变器功率器件开关次数少，具有更高的效率，同时单极性调制有一个问题就是共模漏电流问题。
发明内容本实用新型要解决的问题是提供一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，尤其适合单相无变压器逆变器拓扑电路，直接应用到光伏并网、离网逆变器、风力发电逆变器和其他类似的并网或离网逆变器电路中。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，其特征在于:包括具有续流和控制作用的回路，所述回路包括母线电容C、第一至第六受控开关(Tl、T2、T3、T4、T5、T6)，第一、第二滤波电感L1、L2以及滤波器；所述母线电容C与一直流电源(PV)并联，所述第一、第三、第五受控开关(Tl、T3、T5)依次串联，同时并联在所述母线电容C的两端，所述第二受控开关(T2)与所述第一受控开关(Tl)并联，所述第四、第六受控开关(T4、T6)串联连接，同时并联在第三、第五受控开关(T3、T5)的两端；所述第三受控开关(Τ3)连接第五受控开关(Τ5)的一脚，还与所述第一滤波电感LI相连，所述第一滤波电感LI连接所述滤波器的一脚，所述滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接第四受控开关(Τ4 )与第六受控开关(Τ6 )相连的一脚。所述受控开关可为IGBT、M0SFET、可控硅整流元件中的一种或几种的组合。所述滤波器为EMC滤波器。本实用新型具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案，通过在H桥逆变器基础上增加续流和控制回路，在保持单相无变压器逆变器的高效率的同时，减小共模漏电流，提高安全性和可靠性。
图1是本实用新型的拓扑结构示意图。图2是本实用新型的拓扑结构正半周有源开通时示意图。图3为本实用新型的拓扑结构正半周无源续流时示意图。图4为本实用新型的拓扑结构负半周有源开通时示意图。图5为本实用新型的拓扑结构负半周无源续流时示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括 具有续流和控制作用的回路，回路包括母线电容C、受控开关Tl、T2、T3、T4、T5、T6，第一滤波电感L1、第二滤波L2以及EMC滤波器；Tl T6 为 IGBT 单管或者 MOSFET。母线电容C与直流电源PV并联，T1、T3、T5依次串联，同时并联在母线电容C的两端，所述Τ2与Tl并联，Τ4、Τ6串联连接，同时并联在Τ3、Τ5的两端；Τ3连接Τ5的一脚，还与第一滤波电感LI相连,第一滤波电感LI连接EMC滤波器的一脚,所述EMC滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接Τ4与Τ6相连的一脚，电路通过后面的EMC滤波器并入电网。本实用新型的工作过程为:该拓扑结构在电网电压正半周，Τ2、Τ4、Τ5处于关闭状态，Τ3导通，Τ1、Τ6以SPWM控制方法控制开关。如图2所示，在Τ1、Τ6有源开通时，电流按图2中箭头示意方向沿虚线流动，由PV的正极流出，经过Τ1、Τ3、第一滤波电感L1、EMC滤波器、电网、第二滤波电感L2、T6，流回PV负极；如图3所示，无源续流时，Tl、T6关闭，电感中的储能按图3中箭头示意的方向沿虚线，流经T4、T3续流。该拓扑结构在电网电压负半周，Τ1、Τ3、Τ6处于关闭状态，Τ4导通，Τ2、Τ5以SPWM控制方法控制开关。如图4所示,在Τ2、Τ5有源开通时，电流按图4中箭头示意方向沿虚线流动，电流由PV的正极流出，经过Τ2、Τ4、第二滤波电感L2、EMC滤波器、电网、第一滤波电感L1、Τ5，流回PV负极；如图5所示,无源续流时，Τ2、Τ5关闭，电感中的储能按图5中箭头示意的方向沿虚线，流过Τ3、Τ4续流。以上仅为控制算法的一种，本拓扑电路可有不同的软件控制算法。以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求1.一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，其特征在于:包括具有续流和控制作用的回路，所述回路包括母线电容C、第一至第六受控开关(Tl、T2、T3、T4、T5、T6)，第一、第二滤波电感L1、L2以及滤波器； 所述母线电容C与一直流电源(PV)并联，所述第一、第三、第五受控开关(Tl、T3、T5)依次串联，同时并联在所述母线电容C的两端，所述第二受控开关(T2)与所述第一受控开关(Tl)并联，所述第四、第六受控开关(T4、T6)串联连接，同时并联在第三、第五受控开关(T3、T5)的两端；所述第三受控开关(Τ3)连接第五受控开关(Τ5)的一脚，还与所述第一滤波电感LI相连，所述第一滤波电感LI连接所述滤波器的一脚，所述滤波器的另一脚通过第二滤波电感L2连接第四受控开关(Τ4)与第六受控开关(Τ6)相连的一脚。
2.根据权利要求1所述的拓扑结构，其特征在于:所述受控开关可为IGBT、MOSFET、可控硅整流元件中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的拓扑`结构，其特征在于:所述滤波器为EMC滤波器。
专利摘要本实用新型提供一种高效低漏电流逆变器拓扑结构，包括具有续流和控制作用的回路，所述回路包括母线电容C、第一至第六受控开关(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，第一、第二滤波电感L1、L2以及滤波器；本实用新型的有益效果是在保持单相无变压器逆变器的高效率的同时，减小共模漏电流，提高安全性和可靠性。
文档编号H02M7/48GK203151392SQ20132002052
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者刘廷波, 张虎祥 申请人:天津科林电气有限公司
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