[发明专利]无变压器的并网逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种无变压器的并网逆变电路。

背景技术

光伏并网系统中，由于光伏面板和地之间存在寄生电容，在光伏并网发电的过程中会有共模电流产生，增加了电磁辐射和安全隐患，为了设法抑制这种共模电流产生，主要有两种解决途径：一、采用工频或者高频变压器的隔离型光伏并网逆变器，这样能使市电和太阳能电池板系统有电气隔离，能避免电池板对大地之间产生的漏电流。二、采用能有效抑制共模电流大小的非隔离并网拓扑。

但是，采用变压器隔离的逆变电路存在以下缺点：若采用工频变压器，体积大、重量重且价格贵。若采用高频变压器，功率变换电路将被分成几级。控制比较复杂，效率比较低。

而一般的非隔离逆变拓扑存在几个方面的缺陷：

一.传统的单相全桥逆变器，如果采用双极性调制，虽然电磁干扰小，但是逆变器的转换效率低，

二.传统的单相全桥逆变器，如果采用单极性调制，则电磁干扰严重，共模电流较大。

发明内容

针对上述光伏并网发电过程中抑制共模电流产生所采用的技术方案存在的不足，本发明提供一种无变压器的并网逆变电路，该电路不仅极大地降低了共模电流，并且有效提高了工作效率。

实现本发明的技术方案是：

一种无变压器的并网逆变电路，所述电路包括与直流输入电源连接的高频调制模块、与市电连接的输出模块以及分别与高频调制模块和输出模块连接的低频续流模块，其中：

所述的高频调制模块具有四个高频开关管，所述的低频续流模块具有两个低频开关管和两个二极管，所述的输出模块由两个电感值相同的电感构成，并且该两个电感分别连接在市电的零线和火线端。

所述的两个二极管是快速恢复二极管，该两个二极管与所述的两个低频开关管配合一起参与高频开关管关断时候的续流。

当所述的四个高频开关管和两个低频开关管分别采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)时，其中：

第一高频开关管的集电极和第四高频开关管的集电极分别连接到直流输入电源的正极，第二高频开关管的发射极和第三高频开关管的发射极分别连接到直流输入电源的负极，第四高频开关管的发射极和第三高频开关管的集电极连接；

第一低频开关管的集电极与第一二极管的阴极连接的同时与第一高频开关管的发射极连接，第二低频开关管的发射极与第二二极管的阳极连接的同时与第二高频开关管的集电极连接，第一低频开关管的发射极连接到第二低频开关管的集电极，第二二极管的阴极连接到第一二极管的阳极；

分别连接在市电的零线和火线端的两个电感中的一个电感未与市电连接的一端连接到第一低频开关管的发射极和第二低频开关管的集电极相连接端，另一个电感未与市电连接的一端连接到第一二极管的阳极和第二二极管的阴极相连接端。

当所述的四个高频开关管和两个低频开关管分别采用功率场效应晶体管(MOSFET)时，其中：

第一高频开关管的漏极和第四高频开关管的漏极分别连接到直流输入电源的正极，第二高频开关管的源极和第三高频开关管的源极分别连接到直流输入电源的负极，第四高频开关管的源极和第三高频开关管的漏极连接；

第一低频开关管的漏极与第一二极管的阴极连接的同时与第一高频开关管的源极连接，第二低频开关管的源极与第二二极管的阳极连接的同时与第二高频开关管的漏极连接，第一低频开关管的源极连接到第二低频开关管的漏极，第二二极管的阴极连接到第一二极管的阳极；

分别连接在市电的零线和火线端的两个电感中的一个电感未与市电连接的一端连接到第一低频开关管的源极和第二低频开关管的漏极相连接端，另一个电感未与市电连接的一端连接到第一二极管的阳极和第二二极管的阴极相连接端。

上述本发明技术方案中所涉及的高频开关管、低频开关管以及二极管的电压应力要求均为输入直流电压的最高值。如直流输入电压范围为200V-500V，则所涉及的各个高频开关管、低频开关管以及二极管应选择500V的。

上述本发明电路中的高频调制模块主要完成SPWM调制，低频续流模块主要完成市电正负半周切换，电感电流续流的任务。而所述的低频续流模块必须包含连接在高频调制模块之间，也就是说从直流电源输入能量的流动过程为：高频调制模块→低频续流模块→输出模块→高频调制模块，或者为高频调制模块→输出模块→低频续流模块→高频调制模块。