[实用新型]逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及逆变器，具体而言，涉及能够产生五个电压电平的逆变器。 

背景技术

对并网(grid-connected)太阳能逆变器的许多需求(如高效率、谐波含量低的输出电流/电压、低EMI影响、高性价比)推动逆变器朝着更先进的替代方案的方向发展。根据光伏(PV)模块与电站之间去耦合的类型，这些方案基本上可划分为两类：隔离式拓扑和非隔离式拓扑。 

在隔离式拓扑中，庞大且笨重的低频变压器被高频变压器方案所取代。然而，具有高频变压器的转换器包括数个功率级并且更为复杂。现代逆变器倾向于避免变压器，以便提高效率、功率密度并降低成本。然而，缺乏电隔离可能引起存在于光伏阵列与地之间的寄生电容上的电势的波动。已发现该电容对于玻璃面的模块而言为50-150nF/kW而对于薄膜模块而言可达1μF/kW。电压波动由仅受转换器共模阻抗限制的共模电压所引起。为了减小共模影响，必须采用适当的功率转换级和调制技术。 

更高的效率、更低的电压/电流谐波失真和更高的功率密度可以通过采用多电平转换器来实现，多电平转换器提供了优于常规拓扑的数个优点。这种转换器具有由数个电压电平合成正弦输出电压从而产生阶梯波的能力。 

光伏逆变器领域中最常用的拓扑是图1中所示的经典单相全桥转换器。该全桥转换器具有优于其它拓扑的一些优点，如较低的复杂度和较少数量的部件。它可在双极或单极PWM调制下工作，当供电DC电压为u_dc时，在双极PWM调制的情形下生成+u_dc和-u_dc而在单极PWM调制的情形下生成+u_dc、0和-u_dc。 

然而，这两种调制方案在效率性能和共模电压方面引起不同的行为。考虑表1中呈现的开关状态，对于单极调制，根据下式计算共模： 

ucm=u1N+u2N2---(1)]]>

从u_dc/2到u_dc或从u_dc/2到0的变化取决于所施加的零电压电平(0_P或0_N)。在式(1)中，u_1N和u_2N是指桥的输出端u₁和u₂与中性点N之间的电压。此高频变化导致形成于电池与地线架之间的寄生电容C_PV上的电压阶跃。结果，非期望的漏电流流过此电容器，带来安全性和性能劣化问题。