[发明专利]一种中点箝位非隔离光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种中点箝位非隔离光伏并网逆变器，属于电力电子变换器技术领域，尤其涉及光伏并网发电。

背景技术

非隔离型光伏并网逆变器拥有效率高、体积小、重量轻和成本低等绝对优势。但由于光伏电池板对地寄生电容的存在，使得并网逆变器开关器件的开关动作可能产生高频时变电压作用在寄生电容之上，由此产生的漏电流可能超出允许范围。高频漏电流的产生还会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加，甚至危及设备和人员的安全。

单极性SPWM全桥并网逆变器的差模特性优良，如输入直流电压利用率高和滤波电感电流脉动量小等受到广泛关注。但同时产生了开关频率脉动的共模电压(其幅值为输入直流电压)，使得在光伏并网应用场合需要加入变压器隔离(低频或高频)，但高频脉动的共模电压对变压器的绝缘强度构成威胁，进一步增加了制作成本。双极性SPWM全桥并网逆变器共模电压基本恒定，始终等于光伏电池输入电压的二分之一，几乎不会产生共模漏电流。然而与单极性SPWM相比，双极性SPWM存在明显不足：开关损耗和交流滤波电感损耗均是单极性SPWM的两倍，影响了系统的效率。因此，研究非隔离光伏并网逆变器的目的之一就是如何构成新的续流回路，使得变换器同时具有低漏电流和高变换效率的优良性能。

专利EP 1369985A2提出在全桥电路的桥臂中点间(交流侧)加入双向可控开关组构造新的续流回路；专利US 7411802B2仅在光伏电池侧正端引入一支高频开关，同样可以实现续流阶段太阳能电池端与电网脱离。但根据全桥电路高频共模等效模型，为了消除单极性SPWM调制产生的高频共模电压，必须使续流阶段的续流回路电位箝位在光伏电池输入电压的一半，这样才能使共模电压完全消除，而并非简单的使光伏电池板与电网脱离。文献“马琳，金新民.无变压器结构光伏并网系统共模漏电流分析，太阳能学报，2009，vol.30(7)：Page(s)：883-888.”提出一种带直流通路的非隔离并网逆变器拓扑，通过增加两支开关管、两支二极管和两个分压电容，使得续流阶段的续流回路电位箝位在光伏电池输入电压的一半，但其电流通路始终经过四个开关器件，故变换效率较低。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供一种中点箝位非隔离光伏并网逆变器。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种中点箝位非隔离光伏并网逆变器，其输入端与太阳能电池连接，输出端与电网连接，所述中点箝位非隔离光伏并网逆变器包括输入分压电容支路、中点箝位支路、全桥开关单元以及进网滤波器支路；其中输入分压电容支路、中点箝位支路、全桥开关单元、进网滤波器支路依次连接；

输入分压电容支路包括由第一分压电容、第二分压电容；

中点箝位支路包括第七功率开关管、第八功率开关管；

全桥开关单元包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管；

进网滤波器支路包括第一滤波电感、第二滤波电感、滤波电容；

第一分压电容的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管的漏极、第四功率开关管的漏极，第一分压电容的负端分别连接第二分压电容的正端、第七功率开关管的发射极、第八功率开关管的集电极，第二分压电容的负端分别连接太阳能电池负输出端、第三功率开关管的源极、第六功率开关管的源极；第一功率开关管的源极分别连接第二功率开关管的集电极、第七功率开关管的集电极；第二功率开关管的发射极分别连接第三功率开关管的漏极、第一滤波电感的一端；第四功率开关管的源极分别连接第五功率开关管的集电极、第二滤波电感的一端；第五功率开关管的发射极分别连接第六功率开关管的漏极、第八功率开关管的发射极；第一滤波电感的另一端分别连接滤波电容的一端、电网的一端，第二滤波电感的另一端分别连接滤波电容的另一端、电网的另一端。

一种中点箝位非隔离光伏并网逆变器，其输入端与太阳能电池连接，输出端与电网连接，所述中点箝位非隔离光伏并网逆变器包括输入分压电容支路、中点箝位支路、全桥开关单元以及进网滤波器支路；其中输入分压电容支路、中点箝位支路、全桥开关单元、进网滤波器支路依次连接；

输入分压电容支路包括由第一分压电容、第二分压电容；

中点箝位支路包括第七功率开关管、第八功率开关管；

全桥开关单元包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管；

进网滤波器支路包括第一滤波电感、第二滤波电感、滤波电容；