[发明专利]一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器及并网系统

说明书

本发明公开了一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器及并网系统，所述逆变器包括：功率开关管S1、S2、S3、S4和S5、电感L1和L2、二极管D和滤波电容C，其中S1的漏极外接直流输入源的正极，S1的源极与二极管D的负极连接，二极管D的负极还分别与S2的漏极和S4的漏极连接，S2的源极通过L1与S5的漏极连接，S4的源极通过L2与S3的漏极连接；S3的源极、S5的源极以及二极管D的正极均外接直流输入源的负极，L1与S5的漏极的连接点外接交流电网/负载，L2与S3的漏极的连接点外接交流电网/负载，滤波电容C两端分别与交流电网/负载的两端连接。本发明通过在续流阶段直流侧与交流侧分离，对地漏电流小，且不存在桥臂直通风险。

技术领域

本发明涉及光伏并网逆变器领域，具体涉及一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器及并网系统。

背景技术

随着分布式能源进一步推广，体积小、重量轻的不隔离光伏并网逆变器日益受到人们的重视。传统非隔离型桥式逆变器的光伏直流侧对地的寄生电容电压存在高频分量，(寄生电容本身不是电容，是由两个极板和绝缘介质构成的，那么寄生电容是无法避免的。比如一个电路有很多电线，电线与电线之间形成的电容叫做寄生电容)，寄生电容一般在高频电路中会对电路造成很大影响，作用在光伏直流侧、大地(设备外壳)、寄生电容、交流侧形成回路将产生较大漏电流，危机设备及人员安全(本申请中的寄生电容均是指对地的寄生电容)。如专利CN201710180346.8五电平低共模漏电流单相光伏并网逆变器及光伏并网系统，降低了共模电路的漏电流，采用的方法属于外加回路的交流旁路法，需要增加两个高频开关管专门用于旁路导通；存在元器件多、控制复杂等缺点，降低系统的可靠性和效率。

而且传统桥式逆变器还存在桥臂直通风险，难以提高逆变器工作频率。为防止管臂直通，一般会在开关管驱动信号上设置死区，但这会影响到逆变器效率，同时增加控制难度。有学者提出双降压式逆变器，解决的桥臂直通问题，但电路元器件多、控制复杂等缺点会降低系统的可靠性和效率。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明的目的在于提供一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器及并网系统，实现通过较少元器件电路，解决漏电流大且存在桥臂直通风险的问题。

本发明采用以下技术方案为：

一种低漏电流五开关非隔离单相光伏并网逆变器，包括：第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、二极管D和滤波电容C，其中第一功率开关管S1的漏极外接直流输入源的正极，第一功率开关管S1的源极与二极管D的负极连接，二极管D的负极还分别与第二功率开关管S2的漏极和第四功率开关管S4的漏极连接，第二功率开关管S2的源极通过第一滤波电感L1与第五功率开关管S5的漏极连接，第四功率开关管S4的源极通过第二滤波电感L2与第三功率开关管S3的漏极连接；第三功率开关管S3的源极、第五功率开关管S5的源极以及二极管D的正极均外接直流输入源的负极，第一滤波电感L1与第五功率开关管S5的漏极的连接点外接交流电网/负载，第二滤波电感L2与第三功率开关管S3的漏极的连接点外接交流电网/负载，所述滤波电容C两端分别与交流电网/负载的两端连接。

进一步的，所述第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4和第五功率开关管S5的驱动信号G1、G2、G3、G4和G5采用如下获取:

获取与电网同步的电压方波信号相位角θ的正弦值sinθ和电流给定幅值参考值Im，得到瞬时电流参考信号i_ref，所述瞬时电流参考信号i_ref为sinθ和电流给定幅值参考值Im的乘积；