[发明专利]光伏组件串列的双向共模差模EMI滤波器及其设计方法有效

专利信息
申请号: 201710791491.X 申请日: 2017-09-05
公开(公告)号: CN107623435B 公开(公告)日: 2019-11-01
发明(设计)人: 孙凤杰;范杰清 申请(专利权)人: 华北电力大学
主分类号: H02M1/44 分类号: H02M1/44;H02M1/12
代理公司: 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 代理人: 朱琨
地址: 102206 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 组件 串列 双向 共模差模 emi 滤波器 及其 设计 方法
【权利要求书】:

1.一种光伏组件串列的双向共模差模EMI滤波器,其特征在于,由逆变器侧高通型阻抗匹配网络、光伏组件串列侧高通型阻抗匹配网络、尖峰脉冲干扰信号抑制电路、共模差模基本π型低通滤波电路、共模隔离型X叉接网络以及差模隔离型X叉接网络组成;

所述共模隔离型X叉接网络的抑制共模电流的方式为:由端口①进②出的共模尖峰电流,因流进电感L1中的电流不能突变,共模尖峰电流将经接到①端口的RC电路、O连线及接到②端口的RC电路流动;同时,由端口③进④出的共模尖峰电流也要流经O连线,这两者的电流在电路参数完全一样时,是大小相等、方向相反的,从而消除和抑制了共模尖峰电流。

2.根据权利要求1所述滤波器,其特征在于,所述差模隔离型X叉接网络的抑制差模电流的方式为:二个RC电路和电感L2、L3刚好组成文式电桥,因电桥在平衡时对端衰耗为无穷大,因此当由端口①进③出的差模电流在电路参数完全一样时,在②、④端口的流出和流进的电流应为零。

3.一种光伏组件串列的双向共模差模EMI滤波器设计方法,其特征在于,包括:

步骤一:根据光伏组件串列/阵列、逆变器及电网的连接关系,建立在逆变器开关器件轮流通断时产生的噪声干扰信号等效电路;

步骤二:对电网及负载、逆变器及组件阵列分别进行电路等效;

步骤三:对逆变器差模\共模电磁干扰信号进行分析和测试;

步骤四:对光伏组件串列电磁干扰信号进行分析和测试;

步骤五:根据逆变器和光伏组件串列电磁干扰信号分析及测试结果来确定滤波器设计要求;

步骤六:按照步骤五的设计要求将滤波器设计成由逆变器侧高通型阻抗匹配网络、光伏组件串列侧高通型阻抗匹配网络、尖峰脉冲干扰信号抑制电路、共模差模基本π型低通滤波电路、共模隔离型X叉接网络以及差模隔离型X叉接网络组成。

4.根据权利要求3所述方法,其特征在于,所述电网及负载的等效电路包括:电网及负载侧的滤波电感和逆变器至电网间的输电导线寄生参数的等效电感L;负载、输电导线的等效负载电阻R。

5.根据权利要求3所述方法,所述逆变器的等效电路包括:逆变器开关器件集电极和发射极的对地等效电容Cc1、Ce1和Cc2、Ce1,逆变器产生的共模电流干扰信号Irc,逆变器产生的差模电压干扰信号Urd,逆变器中的削减纹波干扰的电容C。

6.根据权利要求3所述方法,所述组件阵列的等效电路包括:组件串列产生的共模电流干扰信号Ipc,组件串列产生的差模电流干扰信号Ipd,组件阵列的总的等效寄生结电容CjM,组件阵列总的等效寄生电感LiM,组件阵列两侧的对地等效电容Cp1和Cp2

7.根据权利要求3所述方法,所述滤波器设计要求包括:逆变器和光伏组件串列产生的电磁干扰信号的总衰减应达到80dB左右,使干扰信号的幅度低于80mV;逆变器和光伏组件串列间的滤波器避免使用接地;应能同时对共模干扰信号和差模干扰信号进行衰减和抑制;应采用低通型滤波器为基本形式;应考虑与逆变器和光伏组件串列的阻抗匹配;电感的直流特性:直流工作电流0-10A、最大20A,直流电阻小于1mΩ,电感的交流特性:工作频率F=10KHz-20KHz,I≤3A或F=25KHz-500KHz,I≤1A,电感交流耐压:600V,电感品质因数Q≥250。

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