[发明专利]单相隔离并网逆变器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及单相隔离并网逆变器及其控制方法。

背景技术

单相光伏逆变器一般采用一级或两级无变压器非隔离拓扑实现，效率可以做到很高，但是会带来漏电流的问题，虽然有些拓扑能够解决漏电流问题，但是不能从根本上解决；采用隔离拓扑，可以从空间上完全切断漏电流路径，彻底解决漏电流问题，但效率一般不高，主要原因是隔离拓扑一般用两级拓扑，一级DC/DC用变压器升降压，一级DC/AC逆变，为了减小体积，升降压部分采用了高频隔离，在高频状态，原副边开关管及变压器损耗均会变大，效率低，因此业内提出用一级高频隔离实现DC/AC得到100Hz/120Hz馒头半波，然后用H桥转换为50Hz/60Hz正弦波，这样效率将有较大提高。目前美国Enphase公司专利产品采用两路flyback交错实现DC/AC，H桥转换实现正弦波，控制采用临界模式实现副边零电流导通，消除副边功率管反向恢复，其最高效率可达96%以上，已经非常接近非隔离拓扑。但是其产品在原边开关还是硬开关，效率想要更进一步提升很困难，其对逆变输出直流分量抑制和其他一般拓扑一样，系统电磁兼容性能（EMC）没有得到改善。在本发明之前，由直流变换交流的控制方法，业内常用SPWM或者SVPWM，但是这两种控制方法很难实现软开关，这对逆变器效率的更进一步提高带来了一定的局限性，使其完全取决于器件和拓扑的优化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种效率更高，系统电磁兼容性能（EMC）更优化的隔离逆变器。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单相隔离并网逆变器，其特征在于：所述逆变器包括用于把直流电源PV转换成交流电的转换隔离电路（1）、用于谐振及整流的开关整流电路（2）、用于将半波整流转换成符合并网要求的正弦波的H桥换向电路（3），转换隔离电路（1）的输出端和开关整流电路（2）的输入端连接，开关整流电路（2）的输出端和H桥换向电路（3）的输入端连接，转换隔离电路（1）和开关整流电路（2）共同组成组合电路（4）。

其中，转换隔离电路（1）为推挽电路，推挽电路包括开关管K15、开关管K16和高频变压器T14， T14的原边进出线端分别接到K15、K16的一端， T14的中心抽头端为转换隔离电路（1）的第一输入端，K15、K16的另一端连接在一起作为转换隔离电路（1）的第二输入端，T14的副边进出线作为转换隔离电路（1）的第一输出端和第二输出端。

其中，转换隔离电路（1）为全桥电路，全桥电路包括开关管K17、开关管K18、开关管K19、开关管K20和高频变压器T21，K17的一端和K19的一端连接在一起作为转换隔离电路（1）的第一输入端，K18的一端和K20的一端连接在一起作为转换隔离电路（1）的第二输入端，K17的另一端和K18的另一端与T21的原边进出线的一端连接在一起, K19的另一端和K20的另一端与T21的原边进出线的另一端连接在一起，T21的副边进出线作为转换隔离电路（1）的第一输出端和第二输出端。

其中，开关整流电路（2）为谐振倍压整流电路，谐振倍压整流电路包括电感L13、电容C9、电容C10、开关管K11和开关管K12， L13的一端作为开关整流电路（2）的第一输入端，C9的一端和C10的一端连接在一起作为开关整流电路（2）的第二输入端，L13的另一端和K11的一端和K12的一端连接在一起，K11的另一端和C9的另一端连接在一起作为开关整流电路（2）的第一输出端，K12的另一端和C10的另一端连接在一起作为开关整流电路（2）的第二输出端。

其中，开关整流电路（2）为谐振全桥整流电路，谐振全桥整流电路包括电感L27、电容C26、开关管K22、开关管K23、开关管K24和开关管K25， L27的一端作为开关整流电路（2）的第一输入端，K24的一端和K25的一端连接在一起作为开关整流电路（2）的第二输入端，L27的另一端与C26的一端连接，C26的另一端和K22的一端和K23的一端连接在一起，K22的另一端和K24的另一端连接在一起作为开关整流电路（2）的第一输出端，K23的另一端和K25的另一端连接在一起作为开关整流电路（2）的第二输出端。