[发明专利]一种零电压转换全桥型非隔离光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及高效并网逆变器拓扑技术领域，尤其涉及一种非隔离光伏并网逆变器的软开关技术。 

背景技术

非隔离型光伏并网逆变器相比隔离型结构拥有效率高、体积小、重量轻和成本低等优势。但由于电池板对地寄生电容的存在，使得并网逆变器开关器件的开关动作可能产生高频时变电压作用在寄生电容之上，由此诱发的漏电流可能超出允许范围。高频漏电流的产生会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加，甚至危及设备和人员安全。

双极性SPWM全桥并网逆变器可以有效消除漏电流，能直接用于非隔离应用场合，但其差模特性较差；单极性SPWM全桥并网逆变器的差模特性优良，但存在开关频率脉动的共模电压（其幅值为输入直流电压）。为了消除单极性SPWM全桥并网逆变器中的开关频率共模电压，已有大量专利产生，如专利EP 1369985 A2（简称Heric拓扑）、专利US 7411802 B2（简称H5拓扑）、专利CN101814856A（已完成实质性审查和修回，待批准）等，这些专利技术使得中、小功率单相并网逆变器的效率大幅提供，最高可达98.8%。但是，在现阶段技术水平下，这些逆变器一般工作在10~20kHz的开关频率，还需要比较大的滤波电感和滤波电容，这样既增加了并网逆变器的体积重量，又增加了成本。

限制非隔离并网逆变器开关频率提升的主要因素是高频开关的开关损耗问题，随着逆变器开关频率的提升，开关损耗大幅增加，导致逆变器效率快速下降和需要更大的散热器。可见，若能降低现有非隔离并网逆变器的开关损耗，实现高频开关的软开关工作，就能大幅提高并网逆变器的工作频率，减小滤波器体积，从而实现了并网逆变器的高频化、小型化。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种可实现高频开关软开关工作的零电压转换全桥型非隔离光伏并网逆变器及其开关控制时序。

为实现上述目的，本发明所述非隔离光伏并网逆变器可采用如下技术方案：

一种零电压换全桥型非隔离光伏并网逆变器，包括分压电容支路、高频主开关单元、谐振网络、箝位支路和低频换向开关单元；分压电容支路由第一分压电容C_dc1、第二分压电容C_dc2组成；高频主开关单元由第五功率开关管S₅/第五功率二极管D₅并联组合、第六功率开关管S₆/第六功率二极管D₆并联组合构成；谐振网络由第五辅助功率开关管S_5a/第五辅助功率二极管D_5a并联组合、第五辅助谐振电感L_5a、第五辅助谐振电容C_5a、第六辅助功率开关管S_6a/第六辅助功率二极管D_6a并联组合、第六辅助谐振电感L_6a、第六辅助谐振电容C_6a和辅助功率二极管D_a构成；箝位支路由第七功率二极管D₇、第八功率二极管D₈组成；低频换向开关单元由第一功率开关管S₁/第一功率二极管D₁并联组合、第二功率开关管S₂/第二功率二极管D₂并联组合、第三功率开关管S₃/第三功率二极管D₃并联组合、第四功率开关管S₄/第四功率二极管D₄并联组合组成。

上述第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃、第四功率开关管S₄、第五功率开关管S₅、第六功率开关管S₆、第五辅助功率开关管S_5a、第六辅助功率开关管S_6a可以为IGBT或MOSFET等全控型器件，本发明以第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃、第四功率开关管S₄选用IGBT，第五功率开关管S₅、第六功率开关管S₆、第五辅助功率开关管S_5a、第六辅助功率开关管S_6a选用MOSFET为例进行描述和实施。