[发明专利]一种高效率的并网逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏并网发电技术领域，特别涉及一种高效率的并网逆变电路的多种实施结构。

背景技术

随着太阳能发电技术越来越普及，并网发电的应用也越来越广泛。而并网逆变器的指标中，转换效率是一个最关键的指标。

如图1所示，从太阳能电池板到电网之间设置的并网逆变器，一般包含两极电路变换结构，第一级是DC/DC PWM（直流/直流 脉宽调制） BOOST升压的变换器1，第二级是 DC/AC SPWM（直流/交流 正弦脉宽调制）逆变的变换器2。由于功率能量在经过每一级变换的时候都要产生开关损耗，因此，现有并网逆变器的整体转换效率不高，业界普遍得到的转换效率在96%左右。

发明内容

针对现有技术转换效率低、及由此带来的成本上升、重量增加的缺点，本发明的目的是提供一种新型、高效率的并网逆变电路，在任何时候，其功率能量从直流端传递到交流端，只要经过一级SPWM变换即可，大大降低了整个电路的开关损耗，提升了逆变器的转换效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案之一是提供一种高效率的并网逆变电路，其设置有半桥逆变器或三电平逆变器，以及不带LC输出滤波器的第一、第二DC/DC变换器；还设置有第一、第二二极管D1、D2，输出电感L1，及串联的第一、第二电容C1、C2；

外部太阳能电池板输出端的正极PV+，分别通过所述第一二极管D1及所述第一DC/DC变换器，连接至所述半桥逆变器或三电平逆变器的正极端；所述第一电容C1的第一端，也与所述太阳能电池板输出端的正极PV+连接；

所述半桥逆变器或三电平逆变器的负极端，分别通过所述第二二极管D2及第二DC/DC变换器，连接至所述太阳能电池板输出端的负极PV-；所述第二电容C2的第二端，也与所述太阳能电池板输出端的负极PV-连接；

所述第一电容C1的第二端与所述第二电容C2的第一端的连接点，作为第一、第二电容C1、C2串联的中间节点接地设置；所述半桥逆变器或三电平逆变器的零电平端，连接至接地设置的所述中间节点；

所述半桥逆变器或三电平逆变器的输出端，通过所述输出电感L1连接至外部电网。

在一种实施例中，所述三电平逆变器中包含四个电子开关，分别为：

在电网电压的正半周始终导通的第三开关Q3；

在电网电压正半周，当电网电压Ugrid小于第一电容C1上的输入电压Vbus+时进行SPWM调制，以及当电网电压Ugrid大于第一电容C1上的输入电压Vbus+时始终导通的第一开关Q1；

在电网电压负半周始终导通的第四开关Q4；

在电网电压负半周，当电网电压的绝对值|Ugrid|小于第二电容C2上输入电压的绝对值|Vbus-|时进行SPWM调制，以及当电网电压的绝对值|Ugrid|大于第二电容C2上输入电压的绝对值|Vbus-|时始终导通的第二开关Q2；

所述第一到第四开关Q1~Q4各自的源极和漏极之间设置有反并联二极管；

其中，所述第一开关Q1的漏极作为所述三电平逆变器的正极端，与所述第一DC/DC变换器和第一二极管D1的负极连接；所述第一开关Q1的源极、所述第二开关Q2的漏极，及第四开关Q4的漏极连接在同一个连接点上，所述连接点作为所述三电平逆变器的输出端，与所述输出电感L1连接；

所述第三、第四开关Q3、Q4的源极相连接，所述第三开关Q3的漏极连接至所述第一、第二电容C1、C2之间接地设置的中间节点上；所述第二开关Q2的源极作为所述三电平逆变器的负极端，与所述第二二极管D2的正极和所述第二DC/DC变换器连接。

在另一种实施例中，所述三电平逆变器，包含第三、第四二极管D3、D4；还包含依次串联的四个电子开关，分别为：

在电网电压正半周，当电网电压Ugrid小于第一电容C1上的输入电压Vbus+时进行SPWM调制，以及当电网电压Ugrid大于第一电容C1上的输入电压Vbus+时始终导通的第一开关Q1；

在电网电压正半周始终导通的第二开关Q2；

在电网电压负半周始终导通的第三开关Q3；

在电网电压负半周，当电网电压的绝对值|Ugrid|小于第二电容C2上输入电压的绝对值|Vbus-|时进行SPWM调制，以及当电网电压的绝对值|Ugrid|大于第二电容C2上输入电压的绝对值|Vbus-|时始终导通的第四开关Q4；

所述第一到第四开关Q1~ Q4各自的源极和漏极之间设置有反并联二极管；