一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器制造技術

本發明專利技術公開了一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器，該拓撲首先在三相橋式逆變器的交流側加入了一個續流開關（由三相不控整流橋和一個開關管

Clamping type three-phase non isolated photovoltaic inverter with freewheeling switch

The invention discloses a three-phase with freewheeling switch clamped non isolated photovoltaic inverter topology, the first in the AC side of the inverter into a freewheeling switch (by three-phase controlled bridge rectifier and a switch tube

【技術實現步驟摘要】
一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器
本專利技術涉及電力電子直流-交流變換
，特別是一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。
技術介紹
光伏并網逆變器要求效率高、成本低，能夠承受光伏電池輸出電壓波動大的不良影響，而且其交流輸出也要滿足較高的電能質量。按照逆變器是否帶有隔離變壓器可以分為隔離型和非隔離型。隔離型光伏逆變器實現了電網和電池板的電氣隔離，保障了人身和設備安全。但其體積大，價格高，系統變換效率較低。非隔離光伏逆變器結構不含變壓器，具有效率高、體積小、重量輕、成本低等諸多優勢。目前，非隔離光伏逆變器系統的最高效率可以達到98%以上。但是，變壓器的移除使得輸入輸出之間存在電氣連接，由于電池板對地電容的存在，逆變器工作時會產生共模漏電流，增大系統電磁干擾，影響進網電流的質量，危害人身和設備安全。為了保證人身和設備安全，漏電流必須被抑制在一定的范圍內。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器，該拓撲可以改善逆變器共模特性，提高逆變器的變換效率。本專利技術為解決上述技術問題采用以下技術方案：根據本專利技術提出的一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器，包括太陽能電池、三相橋式逆變器、濾波電路和負載電路，還包括續流開關和箝位電路；三相橋式逆變器包括第一至第六開關管，濾波電路包括第一至第三濾波電感和第一至第三濾波電容，負載電路包括第一至第三電阻，續流開關包括第七開關管和三相不控整流橋，三相不控整流橋包括第一至第六整流二極管，箝位電路包括第一至第三電容、上箝位開關管和下箝位開關管；其中，太陽能電池的正極與第一電容的正極、第一開關管的漏極、第三開關管的漏極、第五開關管的漏極分別相連，太陽能電池的負極與第三電容的負極、第四開關管的源極、第六開關管的源極、第二開關管的源極分別相連，第一開關管的源極與第四開關管的漏極、第一濾波電感的一端、第一整流二極管的陽極分別連接，第三開關管的源極與第六開關管的漏極、第二濾波電感的一端、第二整流二極管的陽極分別連接，第五開關管的源極與第二開關管的漏極、第三濾波電感的一端、第三整流二極管的陽極分別連接，第一電容的負極與第二電容的正極、上箝位開關管的漏極分別連接，第二電容的負極與第三電容的正極、下箝位開關管的源極分別連接，上箝位開關管的源極與第七開關管的源極、第四整流二極管的陽極、第五整流二極管的陽極、第六整流二極管的陽極分別連接，下箝位開關管的漏極與第七開關管的漏極、第一整流二極管的陰極、第二整流二極管的陰極、第三整流二極管的陰極分別連接，第一整流二極管的陽極與第四整流二極管的陰極連接，第二整流二極管的陽極與第五整流二極管的陰極連接，第三整流二極管的陽極與第六整流二極管的陰極連接，第一濾波電感的另一端與第一濾波電容的正極、第一電阻的一端分別連接，第二濾波電感的另一端與第二濾波電容的正極、第二電阻的一端分別連接，第三濾波電感的另一端與第三濾波電容的正極、第三電阻的一端分別連接，第一濾波電容的負極與第二濾波電容的負極、第三濾波電容的負極、第一電阻的另一端、第二電阻的另一端、第三電阻的另一端分別連接。作為本專利技術所述的一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器進一步優化方案，第一至第六開關管、第七開關管、上箝位開關管和下箝位開關管均為IXYS公司、型號為IXFH10N100P的MOSFET。作為本專利技術所述的一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器進一步優化方案，第一至第三電容為450V/220μF的電解電容。作為本專利技術所述的一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器進一步優化方案，第一至第六整流二極管均采用型號為MRU880的電力二極管。作為本專利技術所述的一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器進一步優化方案，第一至第三濾波電感的大小均取為5mH，第一至第三濾波電容均采用400V/1μF的薄膜電容。本專利技術采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器由于續流開關的加入，使得續流階段續流電流不流經電源，省去了能量回饋電源這個環節，提高了逆變器的變換效率。箝位電路的加入，使得續流階段續流回路被箝位至直流輸入電壓的1/3或2/3，可以有效抑制共模漏電流。同時與現有的一些方案相比，本專利技術所使用的開關管數量較少，損耗減小，成本降低，可靠性提高。附圖說明圖1為帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器主電路拓撲。圖2(a)為處于模態1時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(b)為處于模態2時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(c)為處于模態3時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(d)為處于模態4時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(e)為處于模態5時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(f)為處于模態6時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(g)為處于模態7時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖2(h)為處于模態8時的帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器。圖3為帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器驅動信號時序圖。圖中的附圖標記解釋為：UPV為太陽能電池，S1-S7分別為第一至第七開關管，La、Lb、Lc分別為第一至第三濾波電感，Cfa、Cfb、Cfc分別為第一至第三濾波電容，Ra、Rb、Rc分別為第一至第三電阻，Da1、Db1、Dc1、Da2、Db2、Dc2分別為第一至第六整流二極管，Cdc1、Cdc2、Cdc3分別為第一至第三電容，SH為上箝位開關管，SL為下箝位開關管。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的技術方案做進一步的詳細說明：本專利技術的技術解決方案是：帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器的主電路拓撲如圖1所示，在三相橋式逆變器的基礎上加入了續流開關（由三相不控整流橋和第七開關管S7組成）和箝位電路（由第一至第三電容Cdc1、Cdc2、Cdc3和上箝位開關管SH、下箝位開關管SL組成）。一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器，包括太陽能電池UPV、三相橋式逆變器、濾波電路和負載電路，還包括續流開關和箝位電路，三相橋式逆變器包括第一至第六開關管S1-S6，濾波電路包括第一至第三濾波電感La、Lb、Lc和第一至第三濾波電容Cfa、Cfb、Cfc，負載電路包括第一至第三電阻Ra、Rb、Rc，續流開關包括第七開關管S7和三相不控整流橋，三相不控整流橋包括第一至第六整流二極管Da1、Db1、Dc1、Da2、Db2、Dc2，箝位電路包括第一至第三電容Cdc1、Cdc2、Cdc3、上箝位開關管SH和下箝位開關管SL；其中，太陽能電池的正極與第一電容的正極、第一開關管的漏極、第三開關管的漏極、第五開關管的漏極分別相連，太陽能電池的負極與第三電容的負極、第四開關管的源極、第六開關管的源極、第二開關管的源極分別相連，第一開關管的源極與第四開關管的漏極、第一濾波電感的一端、第一整流二極管的陽極分別連接，第三開關管的源極與第六開關管的漏極、第二濾波電感的一端、第二整流二極管的陽極分別連接，第五開關管的源極與第二開關管的漏極、第三濾波電感的一端、第三整流二極管的陽極分別連接，第一電容的負極與第二電容的正極、上箝位開關管的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器，包括太陽能電池、三相橋式逆變器、濾波電路和負載電路，其特征在于，還包括續流開關和箝位電路；三相橋式逆變器包括第一至第六開關管，濾波電路包括第一至第三濾波電感和第一至第三濾波電容，負載電路包括第一至第三電阻，續流開關包括第七開關管和三相不控整流橋，三相不控整流橋包括第一至第六整流二極管，箝位電路包括第一至第三電容、上箝位開關管和下箝位開關管；其中，太陽能電池的正極與第一電容的正極、第一開關管的漏極、第三開關管的漏極、第五開關管的漏極分別相連，太陽能電池的負極與第三電容的負極、第四開關管的源極、第六開關管的源極、第二開關管的源極分別相連，第一開關管的源極與第四開關管的漏極、第一濾波電感的一端、第一整流二極管的陽極分別連接，第三開關管的源極與第六開關管的漏極、第二濾波電感的一端、第二整流二極管的陽極分別連接，第五開關管的源極與第二開關管的漏極、第三濾波電感的一端、第三整流二極管的陽極分別連接，第一電容的負極與第二電容的正極、上箝位開關管的漏極分別連接，第二電容的負極與第三電容的正極、下箝位開關管的源極分別連接，上箝位開關管的源極與第七開關管的源極、第四整流二極管的陽極、第五整流二極管的陽極、第六整流二極管的陽極分別連接，下箝位開關管的漏極與第七開關管的漏極、第一整流二極管的陰極、第二整流二極管的陰極、第三整流二極管的陰極分別連接，第一整流二極管的陽極與第四整流二極管的陰極連接，第二整流二極管的陽極與第五整流二極管的陰極連接，第三整流二極管的陽極與第六整流二極管的陰極連接，第一濾波電感的另一端與第一濾波電容的正極、第一電阻的一端分別連接，第二濾波電感的另一端與第二濾波電容的正極、第二電阻的一端分別連接，第三濾波電感的另一端與第三濾波電容的正極、第三電阻的一端分別連接，第一濾波電容的負極與第二濾波電容的負極、第三濾波電容的負極、第一電阻的另一端、第二電阻的另一端、第三電阻的另一端分別連接。...

【技術特征摘要】
1.一種帶續流開關的箝位型三相非隔離光伏逆變器，包括太陽能電池、三相橋式逆變器、濾波電路和負載電路，其特征在于，還包括續流開關和箝位電路；三相橋式逆變器包括第一至第六開關管，濾波電路包括第一至第三濾波電感和第一至第三濾波電容，負載電路包括第一至第三電阻，續流開關包括第七開關管和三相不控整流橋，三相不控整流橋包括第一至第六整流二極管，箝位電路包括第一至第三電容、上箝位開關管和下箝位開關管；其中，太陽能電池的正極與第一電容的正極、第一開關管的漏極、第三開關管的漏極、第五開關管的漏極分別相連，太陽能電池的負極與第三電容的負極、第四開關管的源極、第六開關管的源極、第二開關管的源極分別相連，第一開關管的源極與第四開關管的漏極、第一濾波電感的一端、第一整流二極管的陽極分別連接，第三開關管的源極與第六開關管的漏極、第二濾波電感的一端、第二整流二極管的陽極分別連接，第五開關管的源極與第二開關管的漏極、第三濾波電感的一端、第三整流二極管的陽極分別連接，第一電容的負極與第二電容的正極、上箝位開關管的漏極分別連接，第二電容的負極與第三電容的正極、下箝位開關管的源極分別連接，上箝位開關管的源極與第七開關管的源極、第四整流二極管的陽極、第五整流二極管的陽極、第六整流二極管的陽極分別連接，下箝位開關管的漏極與第七開關管的漏極、第一整流二極管的陰極、第二整...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬海嘯，劉彬，段新鋒，
申請(專利權)人：南京郵電大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32