[发明专利]一种非隔离型高增益单相逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种非隔离型高增益单相逆变器及其控制方法，包括：第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和负载电阻；其控制方法是通过本发明的调制保证在每个工作模式下只有两个开关管导通，同时保证逆变器的升压过程和逆变过程，得到需要的正弦波。本发明的拓扑具有结构简单，开关器件少，同时输出电压高的特点。其控制方法开关信号生成电路结构简单，可采用模拟电路实现。本发明的技术方案能够有效抑制高频共模电压和漏电流，并且能够实现高增益电压输出。

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，具体而言，尤其涉及一种非隔离型高增益单相逆变器及其控制方法。

背景技术

传统的单相非隔离型逆变器有全桥逆变器H4，H5，HERIC和H6拓扑，这类电压源型逆变器都是降压电路，通常实际应用时为了达到电压要求，会在拓扑前加一级升压电路，从而形成两级电路，这种做法会增加系统体积以及降低系统稳定性。此外，非隔离型逆变器由于没有变压器的存在，有着体积小，成本低和效率高的优点，但是由于光伏板与大地之间存在寄生电容，由于缺少变压器的隔离作用就会在形成共模回路，从而产生漏电流，漏电流过大时会对人造成生命威胁，所以解决非隔离型逆变器的漏电流问题是至关重要的。目前，都是通过拓扑和调制来抑制漏电流，没有从根源上解决漏电流。因此，需要高增益的非隔离型逆变器解决电压增益和漏电流问题。

中国专利申请号为201210486581.5，名称为：一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及装置，提出一种光伏逆变器漏电流调节抑制方法及补偿装置，通过共模电压注入方式对光伏系统中的共模漏电流进行控制。将共模漏电流作为控制目标，实现闭环控制共模漏电流。但该方法需要额外装置，成本较高。中国专利申请号为201210594677.3，名称为：基于3D-SPWM的混合箝位式三电平三相四线制光伏系统，提出一种基于3D-SPWM混合箝位式三电平三相四线制光伏逆变器，采用多电平电路结构及控制方式有效降低系统漏电流，但该逆变器开关器件数量较多，且需要直流侧电容电压平衡控制，成本较高，实现较复杂。M.C.Cavalcanti等人2010年在IEEE Transactions on Industrial Electronics发表文章Modulation techniques to eliminate leakage currents in transformerless three-phase photovoltaic systems中针对传统三相逆变器拓扑提出改进型调制方法实现高频共模电压抑制，从而解决漏电流问题。虽然高频共模电压和漏电流得到抑制，但三相光伏逆变器输出电压矢量受到限制，实用性不足。此外，该调制方法采用空间矢量调制，实现较为复杂。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种能够有效抑制高频共模电压和漏电流，并且能够实现高增益电压输出的非隔离型高增益单相逆变器及其控制方法

本发明采用的技术手段如下：

一种非隔离型高增益单相逆变器，包括：第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和负载电阻；

所述第一电感的输出端分别连接所述第二开关管的集电极和所述第二电容的第二端；

所述第二电感的输出端分别连接所述第三开关管的发射极和所述第二电容的第一端；

所述第三电感的输出端分别连接所述第四电容的第一端和所述负载电阻的第一端；

所述第一开关管的集电极连接直流电源的正端相；所述第四电感的输入端分别连接所述第一开关管的发射极和所述第三电容的第一端；

所述第一电容的第二端分别连接所述第一电感的输入端和所述第三开关管的集电极；

所述第三电容的第二端分别连接所述第一电容的第一端、所述第二电感的输入端以及所述第三电感的输入端；