[实用新型]一种基于碳化硅MOSFET的单相光伏并网逆变器

说明书

本实用新型涉及一种基于碳化硅MOSFET的单相光伏并网逆变器，光伏阵列输出直流电经过直流侧分压电容C1和C2滤波，直流侧分压电容C1和C2上的电压通过3组开关单元控制送往直流悬浮电容C3和C4，直流悬浮电容C3和C4上的电压通过另3组开关单元控制送往交流侧滤波电感L1和L2；控制单元实时采集并网电压，直流侧分压电容C1和C2电压，直流悬浮电容C3和C4电压以及并网电流，控制单元输出驱动信号控制驱动6组开关单元中的各个碳化硅MOSFET器件导通或关断。具有功率等级高、输出波形质量好、开关损耗低等特点，提高了单相光伏并网逆变器的可靠性和效率。

技术领域

本实用新型涉及一种单相光伏并网逆变器，特别涉及一种基于碳化硅 MOSFET的单相光伏并网逆变器。

背景技术

随着国家不断加大节能减排的力度，扶持清洁能源的发展，清洁能源装机容量在电网中的占比越来越高，其中光伏发电以其清洁、价廉的优势赢得了广阔的市场。单相光伏发电系统通过单相并网逆变器实现并网，目前，常用的单相并网逆变器拓扑大多以两电平或三电平拓扑为主。当单相并网逆变器采用两电平拓扑时，对于高压大功率应用场合，为了提高电压等级，通常需要串联多个功率开关器件，但这种拓扑谐波较大，性能不好，系统可靠性差。碳化硅 MOSFET能承受的温度高，器件的开关速度快、导通损耗小，在相同的功率等级下，设备中功率器件的数量、散热器的体积、滤波元件体积都能大大减小，同时效率也有大幅度的提升。

发明内容

本实用新型是针对现有单相并网逆变器功率等级低、性能较差、通用性不好的问题，提出了一种基于碳化硅MOSFET的单相光伏并网逆变器，提高单相光伏并网逆变器的可靠性和效率。

本实用新型的技术方案为：一种基于碳化硅MOSFET的单相光伏并网逆变器，包括相互连接的主回路单元和控制单元，光伏阵列输出直流电送入单相光伏并网逆变器主回路单元，单相光伏并网逆变器主回路单元输出单相交流电给负载供电，主回路单元包括并联在光伏阵列两端的两个直流侧串联分压电容C1 和C2、6组由两个碳化硅MOSFET器件串联组成的开关单元、串联连接的两个直流悬浮电容C3和C4以及两个交流侧滤波电感L1和L2；

光伏阵列输出直流电经过直流侧分压电容C1和C2滤波，分压电容C1和C2串接点作为逆变器一输出端点；3组开关单元一端分别接串联直流侧分压电容C1 和C2的3个端点，对应此3组开关单元的另一端接串联直流悬浮电容C3和C4 的3个端点；另3组开关单元一端分别接直流悬浮电容C3和C4的3个端点，对应此3组开关单元的另一端连接一起输出，输出接串联的两个交流侧滤波电感L1和L2；两交流侧滤波电感串接点作为逆变器的另一输出端点；直流侧分压电容C1和C2上的电压通过3组开关单元控制送往直流悬浮电容C3和C4，直流悬浮电容C3和C4上的电压通过另3组开关单元控制送往交流侧滤波电感L1和 L2；

控制单元实时采集并网电压，直流侧分压电容C1和C2电压，直流悬浮电容C3 和C4电压以及并网电流，控制单元输出驱动信号控制驱动6组开关单元中的各个碳化硅MOSFET器件导通或关断。

所述控制单元包括控制信号采集单元、控制算法实现单元和控制信号发出单元；控制信号采集单元包括电压传感器和电流传感器，电压传感器实时采集并网电压，直流侧分压电容C1和C2电压，直流悬浮电容C3和C4电压，电流传感器实时采集并网电流，控制信号采集单元输出采集的电压和电流信号送入控制算法实现单元；控制算法实现单元输出调制信号发送到控制信号发出单元，控制信号发出单元输出各个碳化硅MOSFET器件的驱动信号。

所述电压传感器采用LEM公司生产的AV 100-2000电压传感器；所述电流传感器采用LEM公司生产的LT508-S6型电流传感器。

所述控制算法实现单元为数字信号处理器；所述控制信号发出单元为现场可编程门阵列芯片。