[实用新型]一种微型光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本申请涉及一种微型光伏并网逆变器，能够将来自光伏面板的直流电能转化为与公共交流电网同频同相的交流电能并注入公共电网，实现可循环清洁能源的利用与转化。

背景技术

目前，微型光伏并网逆变器的拓扑结构主要为正激和反激结构，其中正激结构需要去耦变压器，元器件较多，成本较高，不适用于小功率使用和普及；反激结构由于其原边漏感存在，在每个开关周期关断时，原边漏感产生的高压脉冲尖峰容易造成元器件损坏，传统的RCD(Resistance Capacitance Diode)箝位电路被应用于反激结构中，用来吸收漏感能量和高压脉冲，但其是将此漏感能量转化为热能损失，效率较低。

现有技术中，主要包括以下两种技术方案：

(1)中国专利申请的201210012195.2中公开了采用交错并联有源箝位的反激式光伏并网逆变器，该实用新型结构有助减小了输出电流纹波，又实现了漏感能量吸收和有效利用，提高了效率，并改善了高频电路的EMI特性。

(2)中国专利申请的201110186983.9中公开了一种太阳能光伏并网交错并联反激逆变器，降低了并网电流的THD。

上述两种方案虽然有一定的实际效果，但均存在一些问题。例如，方案(1)中的有源箝位电路并联于变压器原边，对该有源箝位电路的元器件特性要求比较高，箝位电容耐压值高，箝位辅助开关管的耐压值和驱动电路要求高。方案(2)中没有针对反激中存在的漏感而设计的箝位电路，漏感容易造成器件损坏和系统效率降低。另外方案(1)和方案(2)中都采用了交错并联的结构，但是并没有设置均衡调控两路反激结构负载功率的功能，容易由于物理原因或者干扰导致两路负载不均衡，某一路功率负载过大，损坏元器件或引起温度升高而导致系统不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微型光伏并网逆变器，以克服现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种微型光伏并网逆变器，将来自光伏面板的直流电能转化为与公共交流电网同频同相的交流电能并注入公共电网，所述逆变器包括依次连接在光伏面板和公共电网之间的功率解耦模块、交错并联反激模块、全桥逆变模块和LC滤波模块，所述功率解耦模块、交错并联反激模块、全桥逆变模块和LC滤波模块分别与控制单元连接，所述交错并联反激模块包括两路带负载均衡和有源箝位功能的反激电路，该两路反激电路的结构和参数相同，且在开关周期内，该两路反激电路相互交替180°工作。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，所述反激电路包括实现有源箝位和负载均衡功能的电路单元。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，每路所述反激电路分别包括主开关管、箝位开关管、主变压器，有源箝位电路和电流采样器，所述主开关管置于电流采样器和地之间，所述电流采样器连接主变压器和主开关管，所述有源箝位电路包括箝位电容和箝位辅助开关管，所述箝位电容置于主开关管的漏极和箝位开关管的漏极之间，所述箝位辅助开关管置于箝位电容和地之间。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，每路所述反激电路还包括输出二极管和滤波电容，该输出二极管和滤波电容置于变压器副边，连接后级部分。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，所述主开关管为N沟道金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，所述箝位辅助开关管为P沟道的MOSFET。

优选的，上述P沟道MOSFET驱动电路相对于N沟道MOSFET较为容易，且箝位辅助开关管和箝位电容并联于主开关管的漏源极两侧，相对于并联于变压器原边两测耐压值较低，可降低成本。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，所述电流采样器为电流互感器，所述电流互感器原边连接主开关管和主变压器，副边连接采样电阻。

优选的，在上述的微型光伏并网逆变器中，所述控制单元包括电流环和前馈电压环双环控制，所述电流环用以跟踪和采样电网电压幅值和相位及输出电压与电流幅值相位，与参考电流值进行比较，经过电流补偿，配合电压前馈环节，得到控制反激部分占空比的参数，输出到占空比控制器中，控制输出与电网电压同相位的电流。