[发明专利]一种宽输入双接地非隔离单相光伏逆变器及其控制方法

权利要求书

1.一种宽输入双接地非隔离单相光伏逆变器的控制方法，所述宽输入双接地非隔离单相光伏逆变器包括光伏电池PV、带反并联二极管的第一功率管S₁、第二功率管S₂、第三功率管S₃、第四功率管S₄、第五功率管S₅、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第一电感L₁、第二电感L₂、第三电感L₃、第一电容C₁、第二电容C₂、输入电容C_in和电网或负载；具体拓扑结构为：光伏电池PV的正极分别连接第一电容C₁的一端、第一功率管S₁的一端、输入电容C_in的一端、第二电感L₂的一端和第三二极管D₃的阳极，光伏电池PV的负极分别连接第一电感L₁的一端、输入电容C_in的另一端、第二功率管S₂的一端、第三功率管S₃的一端、第二电容C₂的一端和电网或负载的负端，第一功率管S₁的另一端分别连接第一电感L₁的另一端和第一二极管D₁的阴极，第二功率管S₂的另一端分别连接电感L₂的另一端和第二二极管D₂的阳极，第一电容C₁的另一端分别连接第一二极管D₁的阳极、第三功率管S₃的另一端和第五功率管S₅的一端，第二二极管D₂的阴极分别连接第二电容C₂的另一端、第三二极管D₃的阴极和第四功率管S₄的一端，第四功率管S₄的另一端分别连接第三电感L₃的一端和第五功率管S₅的另一端，第三电感L₃的另一端连接电网或负载；

所述控制方法为：当电网电压峰值大于输入电压时，存在3种工作模式，模式1：当电网电压瞬时值v_g大于0且小于输入电压v_in时，第一功率管S₁、第二功率管S₂和第五功率管S₅均关断，第三功率管S₃常通，通过调节第四功率管S₄占空比来控制第二电感L₃电流i_g大小，并使其和电网电压v_g同频同相；模式2：当电网电压瞬时值v_g大于输入电压v_in时，第一功率管S₁和第五功率管S₅均关断，第三功率管S₃和第四功率管S₄常通，通过调节第二功率管S₂占空比来控制第二电感L₂电流i_L2来调节电网电流i_g的大小，保证并网电流i_g和电网电压v_g同频同相；模式3：当电网电压瞬时值v_g小于0时，第二功率管S₂、第三功率管S₃和第四功率管S₄均关断，第五功率管S₅常通，通过调节第一功率管S₁占空比来控制第一电感L₁电流i_L1来调节电网电流i_g的大小，保证并网电流i_g和电网电压v_g同频同相；

模式1：电网电压瞬时值小于输入电压且大于0时，存在2种工作模态，具体如下：

1)开关模态1

第三功率管S₃和第四功率管S₄导通，第一功率管S₁、第二功率管S₂和第五功率管S₅均关断，第一功率管S₁、第二功率管S₂和第五功率管S₅承受电压为v_in，第一二极管D₁、第二二极管和第三二极管D₃承受的电压为0，第三电感L₃电流i_g电流正向增大；

2)开关模态2

第三功率管S₃导通，第一功率管S₁、第二功率管S₂、第四功率管S₄和第五功率管S₅均关断或第三功率管S₃和第五功率管S₅导通，第一功率管S₁、第二功率管S₂和第四功率管S₄均关断，第一功率管S₁、第二功率管S₂和第五功率管S₄承受电压为v_in，第一二极管D₁、第二二极管和第三二极管D₃承受的电压为0，第二电感L₃电流i_g电流正向减小；

模式2：电网电压瞬时值大于输入电压时，存在2种工作模态，具体如下：

1)开关模态1

第二功率管S₂和第四功率管S₄导通，第一功率管S₁、第三功率管S₃和第五功率管S₅均关断，第一功率S₁管承受电压为v_in，第三功率管S₃承受电压为0，第五功率管S₅承受电压为v_g，第一二极管D₁承受电压为0，第二二极管D₂承受电压为v_g，第三二极管D₃承受电压为v_g-v_in，第一电感L₂电流i_L2电流正向增大；

2)开关模态2

第四功率管S₄导通，第一功率管S₁、第二功率管S₂、第三功率管S₃和第五功率管S₅均关断，第一功率管S₁承受电压为v_in，第二功率管S₂承受电压为v_g，第三功率管S₃承受电压为0，第五功率管S₅承受电压为v_g，第一二极管D₁和第二二极管D₂承受电压均为v_g，第三二极管D₃承受电压为v_g-v_in，第二电感L₂电流i_L2电流正向增大；

模式3：电网电压瞬时值小于0时，存在2种工作模态，具体如下：

1)开关模态1

第一功率管S₁和第五功率管S₅导通，第二功率管S₂、第三功率管S₃和第四功率管S₄均关断，第二功率管承受电压为v_in，第三功率管S₃承受电压为v_g，第四功率管S₄承受电压为v_in+v_g，第一二极管D₁承受电压为v_in+v_g，第二二极管D₂和第三二极管D₃承受电压为0，第一电感L₁电流i_L1电流正向增加；

2)开关模态2

第五功率管S₅导通，第一功率管S₁、第二功率管S₂、第三功率管S₃和第四功率管S₄均关断，第一功率管S₁承受电压为v_in+v_g，第二功率管S₂承受电压为v_in，第三功率管S₃承受电压为v_g，第四功率管S₄承受电压为v_in+v_g，第一二极管D₁、第二二极管D₂和第三二极管D₃承受电压为0，第一电感L₁电流i_L1电流正向减小；

当电网电压瞬时值小于输入电压时，存在2种工作模式，对应电网电压瞬时值大于输入电压的模式1和模式3。