[发明专利]自驱动工频同步换相全桥电路

说明书

技术领域

本发明属于光伏并网发电技术领域，尤其涉及一种用于光伏并网逆变器的自驱动工频同步换相全桥电路。

背景技术

并网逆变器是光伏并网发电系统中不可缺少的设备。在中小功率单相光伏并网逆变器中，常采用与工频交流电网电压同步的工频换相全桥，将具有按半周期正弦规律变化的直流单向脉动电流转化为正弦波交流电流注入电网。

常规全桥电路的驱动电路通常由多路隔离驱动电源、光电隔离驱动器等部分构成，而且还需要有专门电路提供与电网电压严格同步的驱动脉冲，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种自驱动工频同步换相全桥电路，它简单、成本低、工作可靠、适用于并网逆变器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自驱动工频同步换相全桥电路，它包括第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关以及第四功率开关形成的桥式电路，第一功率开关与第一驱动单元连接，第二功率开关与第二驱动单元连接，第三功率开关与第三驱动单元，第四功率开关与第四驱动单元连接；

桥式电路设有对称的连接点A和连接点B作为交流输入端，以及对称的连接点C和连接点D作为直流脉动端；

第一电容跨接在连接点C和连接点D之间；

第一驱动单元、第二驱动单元还与连接点A连接，第三驱动单元和第四驱动单元还与连接点B连接。

所述连接点A和B分别接单相交流电网的相线L与中线N，而在连接点C和连接点D之

间注入直流脉动电流；当交流电网电压处于正半周时，需要驱动第一功率开关和第四功率开关导通、第二功率开关和第三功率开关截止，由连接点C注入的电流经过第一功率开关后由连接点A注入交流电网，由连接点B返回，再经过第四功率开关返回连接点D；当交流电网电压处于负半周时，需要驱动第二功率开关和第三功率开关导通、第一功率开关和第四功率开关截止，由连接点C注入的电流经过第三功率开关后由连接点B注入交流电网，由连接点A返回，再经过第二功率开关返回连接点D。

所述第一驱动单元与第三驱动单元具有相同的内部结构，均包括第一电阻器R1、第一二极管D1、第二电阻器R2、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第一齐纳管Z1、第二二极管D2、第二电容器C2和第五电阻器R5，其中：

各驱动单元的①端与相应的第一电阻器R1的第一端连接；

第一电阻器R1的第二端与第一二极管D1的阳极、第二电阻器R2的第一端以及第一晶体管Q1的基极相互连接；

第一二极管D1的阴极与第二电阻器R2的第二端、第一晶体管Q1的发射极、第三电阻器R3的第二端以及第二晶体管Q2的基极相互连接；

第二晶体管Q2的集电极与第四电阻器R4的第二端、第一齐纳管Z1的阴极以及相应驱动单元的③端相互连接；

第三电阻器R3的第一端与第四电阻器R4的第一端、第二二极管D2的阴极以及第二电容器C2的第一端相互连接；

第二二极管R2的阳极与第五电阻器R5的第一端连接；

第五电阻器R5的第二端与相应驱动单元的②端连接；

第一晶体管Q1的集电极与第二晶体管Q2的发射极、第一齐纳管Z1的阳极、第二电容器C2的第二端以及相应驱动单元的④端相互连接。

其中的第二驱动单元与第四驱动单元具有相同的内部结构，均包括第六电阻器R6、第七电阻器R7、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第八电阻器R8、第九电阻器R9、第二齐纳管Z2、第三二极管D3、第三电容器C3和第十电阻器R10，其中：

所述各驱动单元的①端与相应的第六电阻器R6的第一端连接；

第六电阻器R6的第二端与第七电阻器R7的第一端以及第三晶体管Q3的基极相互连接；

第三晶体管Q3的集电极与第八电阻器R8的第二端以及第四晶体管Q4的基极相互连接；

第四晶体管Q4的集电极与第九电阻器R9的第二端、第二齐纳管Z2的阴极以及相应驱动单元的③端相互连接；

第八电阻器R8的第一端与第九电阻器R9的第一端、第三二极管D3的阴极以及第三电容器C3的第一端相互连接；

第三二极管D3的阳极与第十电阻器R10的第一端连接；

第十电阻器R10的第二端与相应驱动单元的②端连接；

第七电阻器R7的第二端与第三晶体管Q3的发射极、第四晶体管Q4的发射极、第二齐纳管Z2的阳极、第三电容器C3的第二端以及相应驱动单元的④端相互连接。