[实用新型]一种光伏并网逆变器的拓扑结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电领域，具体地说是一种光伏并网逆变器的拓扑结构。

背景技术

作为清洁的可再生能源，太阳能发电技术得到了广泛的应用。其中，光伏并网逆变器成为大型光伏电站的核心组成部分。光伏并网逆变器的作用是将太阳能光伏阵列中直流电压转换成适当交流正弦电压，其电压幅值和频率符合各国电网要求。光伏并网逆变器的关键性能指标包括转换效率、谐波含量、电磁兼容性等。随着光伏并网逆变器的发展，人们对光伏并网逆变器的电能质量、安全性能、电磁兼容等方面也有越来越高的要求。

目前，广泛使用的光伏并网逆变器拓扑主要是单相板桥、单相全桥结构，这两种电路结构的转换效率不高，热损耗过多，导致散热成本过高，不利于光伏并网逆变器的小型化和低成本化。很多厂家采用高效功率管、碳化硅二极管等新型元件以提高效率，但效率的提高也伴随着成本的增加。

为了获得最大输入功率，实现最大追踪效率，电路必须根据不同太阳光条件自动调节输入电压，同时通过软开关技术，降低了升压电路的开关损耗，减少了电磁干扰，提高转换效率，从而提高整个光伏并网逆变器的效率。升压电路的输出端BUS端电压再通过一种高效率的拓扑结构，把直流电逆变为可并网的正弦交流电，转换过程中要求损耗尽可能低。因此，设计一种符合要求的拓扑结构，对提高效率是至关重要的。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种高效率、低损耗的光伏并网逆变器的拓扑结构。

为了达到上述目的，本实用新型包括电解电容、功率管、滤波电感和续流二极管，其特征在于：BUS端的正极分别与电解电容C的一端、功率管Q1的漏极、功率管Q4的漏极连接，火线L在通过滤波电感L1后，分别与功率管Q1的源极、功率管Q2的集电极、二极管D1的阴极连接，零线N在通过滤波电感L2后，分别与功率管Q4的源极、功率管Q5的集电极、二极管D2的阴极连接，功率管Q2的发射极分别与功率管Q3的漏极、二极管D2的阳极连接，功率管Q5的发射极分别与功率管Q6的漏极、二极管D1的阳极连接，电解电容C的另一端与功率管Q3的源极、功率管Q6的源极连接后，与BUS端的负极连接。

所述的功率管Q2和功率管Q5采用绝缘栅双极型晶体管。

所述的功率管Q1、功率管Q3、功率管Q4和功率管Q6采用金属氧化物半导体场效晶体管。

本实用新型同现有技术相比，采用六管全桥拓扑结构，提高了太阳能电池板的利用率及系统的转换效率，降低了输出电压高次谐波的占有量，降低了输出电流的总谐波畸变量，降低了电磁干扰，降低了对电网的污染，降低了成本，增加了光伏系统的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接示意图。

图2为本实用新型的工作状态1示意图。

图3为本实用新型的工作状态2示意图。

图4为本实用新型的工作状态3示意图。

图5为本实用新型的工作状态4示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1，本实用新型包括电解电容、功率管、滤波电感和续流二极管。功率管Q2和功率管Q5采用绝缘栅双极型晶体管，功率管Q1、功率管Q3、功率管Q4和功率管Q6采用金属氧化物半导体场效晶体管。BUS端的正极分别与电解电容C的一端、功率管Q1的漏极、功率管Q4的漏极连接，火线L在通过滤波电感L1后，分别与功率管Q1的源极、功率管Q2的集电极、二极管D1的阴极连接，零线N在通过滤波电感L2后，分别与功率管Q4的源极、功率管Q5的集电极、二极管D2的阴极连接，功率管Q2的发射极分别与功率管Q3的漏极、二极管D2的阳极连接，功率管Q5的发射极分别与功率管Q6的漏极、二极管D1的阳极连接，电解电容C的另一端与功率管Q3的源极、功率管Q6的源极连接后，与BUS端的负极连接。

本实用新型与传统的单相全桥相比，六管全桥拓扑结构增加了两个绝缘栅双极型晶体管：功率管Q2和功率管Q5，增加了续流二极管D1和续流二极管D2。

本实用新型在工作时，原来的四个金属氧化物半导体场效晶体管：功率管Q1、功率管Q3、功率管Q4和功率管Q6依然工作在20kHz的高频下，以减小滤波电感的体积成本。新增的功率管Q2和功率管Q5工作在50Hz的工频下，以降低开关损耗和电磁干扰。功率管Q1和功率管Q6的驱动脉冲同步，功率管Q3和功率管Q4的驱动脉冲同步,并且两组脉冲反相位，具有安全死区。

参见图2，在工作状态1中，20mS内，功率管Q5一直导通，功率管Q1和功率管Q6导通，功率管Q2、功率管Q3和功率管Q4关断，续流二极管D1和续流二极管D2关断。