[发明专利]全桥并网逆变电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，更具体地说，涉及一种全桥并网逆变电路及其控制方法。

背景技术

并网逆变器是一种直流电转变为220伏交流电并输入电网的电子设备。并网逆变器一般分为光伏并网逆变器、风力发电并网逆变器、动力设备并网逆变器和其他发电设备并网逆变器，这些并网逆变器将光伏阵列和风力发电机等产生的再生清洁电能直接转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电馈入电网。

通常并网逆变器标准拓扑为四开关管全桥结构，通过工频隔离变压器或直接并网发电。由于工频隔离变压器增加了系统成本，不利于重量体积优化，且效率较低，因而四开关管全桥拓扑是中小功率并网系统首选方案。

传统的单相全桥并网逆变器在采用双极性调制时，逆变器的转换效率低下；而在采用单极性调制时，相比双极性调制存在较大的共模电压，在没有工频变压器或高频变压器隔离情况下将有可能导致出现较大的共模电流威胁人身安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有单相全桥并网逆变器转换效率低下及可能出现较大共模电流的问题，提供一种全桥并网逆变电路及其控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种全桥并网逆变电路，包括接于直流输入端的直流电容、由功率开关器件构成的H桥和续流通路、接于交流电网的输出电路、以及控制单元；所述H桥包括第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件以及第四功率开关器件，其中所述第一功率开关器件的集电极、第二功率开关器件的集电极分别连接到所述直流电容的正极，第三功率开关器件的发射极、第四功率开关器件的发射极连接到所述直流电容的负极，第二功率开关器件的发射极与第四功率开关器件的集电极连接；所述续流通路包括第五功率开关器件和第六功率开关器件，其中第五功率开关器件的集电极及第六功率开关器件的集电极连接到第一功率开关器件的发射极，且第五功率开关器件的发射极与第三功率开关器件的集电极连接；所述控制单元的输出端分别连接到第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件、第四功率开关器件、第五功率开关器件以及第六功率开关器件的基极并输出控制信号。

在本发明所述的全桥并网逆变电路中，所述控制单元在电网电压正半周期时使第六功率开关器件直通，使第一功率开关器件、第四功率开关器件以及第五功率开关器件关断，并使第二功率开关器件及第三功率开关器件以相同的设定频率高频开关。

在本发明所述的全桥并网逆变电路中，所述控制单元在电网电压负半周期时使第五功率开关器件直通，使第二功率开关器件、第三功率开关器件以及第六功率开关器件关断，并使第一功率开关器件及第四功率开关器件以相同的设定频率高频开关。

在本发明所述的全桥并网逆变电路中，所述第五开关器件和第六开关器件分别包括一个三极管以及一个二极管，其中所述二极管的正极接于所述三极管的发射极、负极接于所述三极管的集电极。

在本发明所述的全桥并网逆变电路中，所述第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件、第四功率开关器件、第五功率开关器件以及第六功率开关器件分别为绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、晶闸管、可关断晶闸管和集成门极换向晶闸管中的一种。

在本发明所述的全桥并网逆变电路中，所述输出电路包括单电感滤波电路或LCL滤波电路。

本发明还提供一种全桥并网逆变电路的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

在电网电压正半周期时使第六功率开关器件直通，使第一功率开关器件、第四功率开关器件以及第五功率开关器件关断，并使第二功率开关器件及第三功率开关器件以相同的设定频率高频开关；

在电网电压负半周期时使第五功率开关器件直通，使第二功率开关器件、第三功率开关器件以及第六功率开关器件关断，并使第一功率开关器件及第四功率开关器件以相同的设定频率高频开关。

本发明的全桥并网逆变电路及其控制方法具有以下有益效果：可有效抑制直流输入端存在对地分布电容而引起的对地间的共模漏电流及电磁噪声，并减少逆变桥功率开关器件的导通损耗，提高了并网逆变器的逆变效率。

附图说明

图1是本发明全桥并网逆变电路实施例的示意图。

图2是本发明全桥并网逆变电路在电网电压正半周期时的输出电流路径的示意图。

图3是本发明全桥并网逆变电路在电网电压正半周期时的续流电流路径的示意图。

图4是本发明全桥并网逆变电路在电网电压负半周期时的输出电流路径的示意图。