[发明专利]一种非隔离型逆变器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于有源逆变器技术领域，涉及一种逆变器，尤其涉及一种非隔离型逆变器及控制方法。

背景技术

逆变器是通过功率半导体器件（例如SCR、GTO、GTR、IGBT或者功率MOSFET）的开通和关断作用把直流电能转换为交流电能的一种电能变换技术。

光伏并网系统中常采用带工频或高频变压器的隔离型光伏并网逆变器，这样确保了电网和光伏系统之间的电气隔离，从而提供人身保护并避免了光伏系统和地之间的共模电流。然而，若采用工频变压器，其体积大、重量重且价格昂贵；若采用高频变压器，功率变换电路将被分成数级，使得控制复杂化，同时降低了系统效率。

为了克服上述有变压器的隔离型并网系统的不足，对无变压器的非隔离型逆变器进行了研究。无变压器的非隔离型单相光伏并网逆变器具有体积小、效率高、价格低的特点，其中最突出的优点是能够将整个系统的效率提高到97～98%，无变压器器拓扑的这个特点对于发电成本较高的光伏并网系统来说具有很大的吸引力，所以在小功率光伏并网系统中无变压器的拓扑被广泛应用。然而，在无变压器的非隔离型光伏并网系统中，电网和光伏阵列之间存在电气连接。由于光伏阵列和地之间存在寄生电容，会产生共模电流（即漏电流），这便增加了电磁辐射和安全隐患。因此，采用无变压器拓扑结构的光伏并网逆变器必须妥善解决的一个问题就是如何消除寄生电容形成的回路中所产生的共模电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中非隔离型逆变器不能有效抑制共模电流的不足，提供一种非隔离型并网逆变器及其控制方法，以更好地抑制非隔离型并网逆变器电路中共模电流的产生。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该非隔离型并网逆变器及其控制方法，包括：一直流输入端、一电容、一第一桥臂单元、一第二桥臂单元和一交流输出端；所述电容与所述直流输入端并联；所述第一桥臂单元的上端和所述第二桥臂单元的上端与所述电容的第一端口连接，所述第一桥臂单元的下端和所述第二桥臂单元的下端与所述电容第二端口连接；

所述第一桥臂单元包括两个开关管，所述两个开关管同向串联连接，所述两个开关管的连接处用于与所述交流输出端的第一端口连接,其中,在负载电流正半周期，可以使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管关断；在负载电流负半周期，可以使所述第一桥臂单元的上管开通，所述第一桥臂单元的下管关断，用以抑制漏电流。

所述第二桥臂单元包括两个开关管和一电感，该两个开关管同向串联连接，连接处与所述电感第一端口连接，所述电感的第二端口用于与所述交流输出端的第二端口连接。

所述第二桥臂单元还可以为至少两个，所述第二桥臂单元以并联方式连接。并且各所述第二桥臂单元包括两个开关单元和一电感，所述二开关单元同向串联连接，其连接处与所述电感第一端口连接，所述电感的第二端口和所述交流输出端的第二端口连接各所述开关单元为一开关管或一二极管，其中所述开关单元至少一者为所述开关管。

所述第二桥臂单元数目为两个，其中一所述第二桥臂单元的上管为所述开关管，下管为所述二极管，另一所述第二桥臂单元的上管为所述二极管，下管为所述开关管，该两个所述第二桥臂单元并联连接。

所述的任一一种非隔离型逆变器还包括一控制电路，所述控制电路接受所述输入端电压信号、所述输出端电压信号以及所述电感电流信号，输出所述开关管开通或者关断的控制信号。所述控制电路可以通过一数字信号处理器实现。

所述控制电路中实现了输出电感的临界电流控制方法。

所述开关管可以通过绝缘栅双极晶体管和快恢复二极管并联组成。

本发明还提供了一种非隔离型器控制方法，

提供一所述非隔离型逆变器，其中所述非隔离型逆变器包括一直流输入端、一电容、一第一桥臂单元、一第二桥臂单元和一交流输出端，所述电容与所述直流输入端并联, 所述第一桥臂单元的上端和所述第二桥臂单元的上端与所述电容的第一端口连接，所述第一桥臂单元的下端和所述第二桥臂单元的下端与所述电容第二端口连接, 所述第一桥臂单元包括两个开关管，所述两个开关管同向串联连接，所述两个开关管的连接处用于与所述交流输出端的第一端口连接；

在负载电流正半周期时，使所述第一桥臂单元的下管开通，所述第一桥臂单元的上管关断；以及

在负载电流负半周期时，使所述第一桥臂单元的上管开通，所述第一桥臂单元的下管关断，用以抑制漏电流的发生。