[发明专利]一种光伏逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种将直流电能转换为交流电能的逆变器，具体涉及一种将光伏阵列的太阳能电池的直流电能转换为与市电并网的交流电能的逆变器，属于直流/交流(DC/AC)电能转换装置。

背景技术

现有的光伏并网逆变器主要有：

1）隔离型并网逆变器，主要是通过使用隔离变压器将直流侧和交流侧进行电气绝缘，这种逆变器虽然不存在共模电流（漏电流）等带来的安全上和EMC等的问题，但是成本高，电能变换效率低。

2）非隔离并网逆变器，通过省略隔离变压器来提高电能变换效率。但是由于直流侧和交流侧没有电气绝缘，以及光伏阵列和地之间存在寄生电容，会产生共模电流，这便增加了电磁辐射和安全隐患。为此应设法抑制非隔离型光伏并网逆变器中的共模电流。以下为共模电流小的主要几种非隔离并网逆变器：

A．双极性全桥逆变电路 

其电路如图1所示，该双极性全桥逆变电路，虽然电路结构简单，共模电流（漏电流）小，但是电路中的四个开关S1～S4始终在高频开关，开关损耗大，而且输出电流纹波大，增加了交流滤波电感L1、L2上的损耗，另外存在滤波电感L1、L2和储能电容C之间的能量交换，电感与电容器件中的寄生因素引起额外的功率损耗，所以整体变换效率极低。

B．H5 桥逆变器

其电路如图２所示，在该逆变器中，通过在双极性全桥逆变电路的直流侧增加一个额外的开关器件S5及二极管D5，使得续流回路在续流时与直流侧断开，从而使该拓扑不仅抑制了共模电流，而且没有滤波电感L1、L2和储能电容C之间的能量交换的问题。输出电压为单极性，电流纹波小，减小了交流滤波电感上L1、L2的损耗。

缺点：能量输出时，电流输出的正负半周均需通过３个器件S5、S1、S4或S5、S3、S2,这样增加了器件的导通损耗。另外，可能会发生开关器件故障引起的桥臂短路，而这个短路途径没有任何阻抗，会在极短的时间能产生非常大的短路电流，有引起电路损坏的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺点和不足，提供一种高效率、高可靠性的光伏逆变器，解决了滤波电感和储能电容之间的能量交换问题，减小导通损耗，通过增加反向二极管降低了桥臂短路的危险，提高电路的可靠性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种光伏逆变器，包括四个开关电路、两个滤波电感、一个储能电容、两个续流电路，其中第一开关电路与第三开关电路的输入端分别与所述光伏逆变器输入端正极连接，第二开关电路与第四开关电路的输出端分别与所述光伏逆变器输入端负极连接；第一开关电路与第二开关电路之间连接第一续流电路，第一续流电路的输入端与第二开关电路的输入端连接形成结点E，第一续流电路的输出端与第一开关电路的输出端连接形成结点C；第三开关电路与第四开关电路之间连接第二续流电路，第二续流电路的输入端与第四开关电路的输入端连接形成结点F，第二续流电路的输出端与第三开关电路输出端连接形成结点D；第一滤波电感L1的一端与结点C连接，另一端与结点F、负载Vac的一端连接；第二滤波电感L2一端与结点D连接,另一端与结点E、负载Vac的另一端连接；所述储能电容跨接在光伏逆变器输入端的正负极之间；所述四个开关电路受高频信号控制，续流电路受低频信号控制，其中高频信号为PWM信号，低频信号为与逆变器输出相同频率的信号。

所述续流电路由续流开关器件和续流二极管串联连接，其中续流二极管为反向二极管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明装置续流回路在续流时与直流侧断开，抑制了共模电流，而且没有滤波电感和储能电容之间的能量交换的问题，防止了电感与电容器件中的寄生因素引起额外的损耗；

2、输出电压为单极性，电流纹波小，减小了交流滤波电感上的损耗。

3、只有两个开关器件同时进行高频开关，减小了开关损耗；

4、能量输出时电流只流过两个器件，降低了导通损耗；

5、在桥臂中增加反向二级管，开关器件出现故障时，不容易发生桥臂短路，增强了电路的可靠性。 

附图说明

图1为现有技术的双极性全桥逆变电路图。

图2为现有技术的H5桥逆变器电路图。

图3为本发明的逆变器电路图。

图4为本发明的逆变器输出电流正半周示意图。

图5为本发明的逆变器输出电流正半周续流示意图。

图6为本发明的逆变器输出电流负半周示意图。