[实用新型]防止逆变器中串联电解电容电压不平衡的电路装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能逆变器设备装置的结构改进技术，尤其是防止逆变器中串联电解电容电压不平衡的电路装置。

背景技术

太阳能逆变器是一种将太阳能面板发出来的直流电转换成可以接入公共电网的交流电的电力电子装置。典型的太阳能逆变器将会包括以下几个部分:直流-直流变换器(DC-DC)、直流-交流逆变器(DC-AC)、系统控制器(Controller)及辅助电源(SPS,Supplementary Power Supply)。同时，Cp与Cn作为直流母线连接DC-DC与DC-AC，为前后电路提供稳定的电压和吸收纹波电流。如附图1所示，光伏板直流输入直流-直流变换器1，进一步通过直流母线2连接直流-交流逆变器3，并进一步交流输出，同时，DSP主控制器4和SPS辅助电源5均同时分别连接直流-直流变换器1和直流-交流逆变器3，而且，SPS辅助电源5连接DSP主控制器4。

在太阳能逆变器实际工作过程中，直流母线电压最高可达600V以上，而市面上较常见的电解电容耐压都无法满足这一电压要求。为了满足直流母线电压的要求，电解电容必须串联使用。但是当铝电解电容串联时候，也需确保加在每个电容上的电压不能超过其最大允许电压。在这种情况下，必须考虑整个母线电压按串联电容的绝缘电阻来分配。由于单个电容的绝缘阻抗差异性很大，电压分配差异也许会很大，可能会导致单个电容上的电压超过允许值。为了确保在电解电容上的电压是在本体的安全电压范围内，一般采用均压电阻来强制均压的方法，给每个电容器并联一个均压电阻。流过电阻Rp和Rn的电流必须远大于电容器的漏电流，否则电阻无法控制电压分配过程。这种利用均压电阻来强制串联电解电容均压的方法，会使均压电阻长期处于工作状态下，功耗较大，不仅影响系统整体效率，还为散热增加难度，也为长期稳定运行带来隐患，均压电阻强制均压法有诸多缺点，而且，特别是在高输入电压的情况更加突出。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供防止逆变器中串联电解电容电压不平衡的电路装置，以保证太阳能逆变器可以长期高效稳定运行。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括直流母线、开关管、电压差判断模块和死区比较器；在直流母线与直流-交流逆变器之间连接开关管，同时，电压差判断模块分别连接直流母线上的电解电容两侧，电压差判断模块连接死区比较器，死区比较器连接开关管。

尤其是，死区比较器连接PWM控制器。

尤其是，直流母线上的电解电容两侧分别连接采样电阻，电压差判断模块分别通过采样电阻连接电解电容两侧。

尤其是，直流母线上的电解电容为串联的Cp和Cn，开关管包括串联的Q1和Q2二组，Cp和Cn与Q1和Q2连接成桥式电路结构，在Cp和Cn的两侧，分别通过采样电阻连接到电压差判断模块。

尤其是，电压差判断模块向死区比较器输出死区变化量Δt_dead。

本实用新型的优点和效果：相比现有解决方案，不需要增加额外的放电电阻，一般情况下不会在电路中增加额外的消耗器件，利用逆变器本身的开关器件实现母线电容的平衡功能，死区的调节过程连续，电解电容电压基本相等，节省了平衡状态下的损耗，提高系统效率，降低系统发热，保证太阳能逆变器可以长期高效稳定运行。

附图说明

图1为现有技术中解决电解电容内电压不平衡结构示意图。

图2为本实用新型实施例1结构示意图。

附图标记包括：

直流-直流变换器1、直流母线2、直流-交流逆变器3、DSP主控制器4、SPS辅助电源5、开关管6、电压差判断模块7、死区比较器8、PWM控制器9。

具体实施方式

本实用新型原理在于，开关器件的损耗基本上有两大种：开关损耗和导通损耗，其中开关损耗与开关频率f_sw、工作电压U、工作电流I、开关速度t_r、t_f有关。公式可以近似等效为导通损耗与器件导通阻抗R_on、流通电流I_on和导通时间(t_on-t_dead)有关，公式可以近似等效为