[发明专利]一种单输入半桥逆变器及其控制方法

说明书

本发明公布了一种单输入半桥逆变器及其控制方法，该逆变器包括光伏电池、三端变换器、输入电容、中间电容、滤波电感、第一开关管、第二开关管和电网或负载。控制方法为：三端变换器工作在开环，三端变换器中开关管的占空比为0.5；单输入半桥逆变器的第一开关管和第二开关管工作在闭环且为高频开关。本发明适用于光伏逆变器的场合；由于该逆变器光伏电池极板直接与负载或电网地直接连接，光伏电池板对地寄生电容被地短接，从而可从根本上消除共模漏电流。

技术领域

本发明涉及一种逆变器及其控制方法，尤其是一种单输入半桥逆变器及其控制方法。

背景技术

由于非隔离光伏逆变器在光伏组件和电网之间没有隔离，从而可能产生共模漏电流流过光伏组件的对地寄生电容。该共模漏电流会引起电磁干扰，增加系统损耗，甚至对人身安全构成威胁。德国VDE-0126-1-1标准规定非隔离光伏逆变器共模漏电流有效值应小于30mA。若系统检测其超过该值，非隔离光伏逆变器将停机。国内外专家学者对如何抑制非隔离光伏逆变器的共模漏电流展开了一系列卓有成效的研究。常用的方法有：改进调制技术、增加开关器件、增加滤波器和改进控制方法等。但上述方法抑制共模漏电流的效果易受光伏组件对地寄生电容和电路参数变化的影响，因此，有必要研究能从根本上消除共模漏电流的逆变器拓扑及其控制方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的缺点，提出一种无共模漏电流的单输入半桥逆变器及其控制方法。

本发明的一种单输入半桥逆变器及其控制方法，单输入半桥逆变器包括光伏电池、三端变换器、输入电容C_in、中间电容C_o1、滤波电感L_f、第一开关管S₁、第二开关管S₂和电网或负载；具体拓扑结构为：光伏电池PV的正极分别连接输入电容C_in的一端、第一开关管S₁的一端和三端变换器的输入正端，光伏电池PV的负极分别连接输入电容C_in的另一端、中间电容C_o1的一端、三端变换器的输入负端和输出正端以及负载或电网的地，三端变换器的输出负端分别连接中间电容C_o1的另一端和第二开关管S₂的一端，第二开关管S₂的另一端分别连接第一开关管S₂的另一端和滤波电感L_f的一端，滤波电感L_f的另一端连接负载或电网的正端。

控制方法为：三端变换器工作在开环，三端变换器中开关管的占空比为0.5；单输入半桥逆变器的第一开关管S₁和第二开关管S₂工作在闭环且为高频开关，实现逆变器输出电压或电网电流的稳定输出。

三端变换器为输入输出电压极性相反的变换器；负载有滤波电容与其并联；第一～第二开关管可为MOS管或IGBT；输入电容C_in为有极性电容或无极性电容；中间电容C_o1为有极性电容或无极性电容。

本发明适用于光伏逆变器的场合；由于该逆变器光伏电池极板直接与负载或电网地直接连接，光伏电池板对地寄生电容被地短接，从而可从根本上消除共模漏电流。

附图说明

图1：本发明的单输入半桥逆变器的电路图。

图中的主要符号名称：v_PV、光伏电池电压，C_in、输入电容，S₁和S₂、功率开关管，C_o1、中间电容，v_o1、中间电容两端电压，L_f、滤波电感，v_o、负载电压或电网电压。

具体实施方式