專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種逆變器，特別涉及一種太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐贰?
背景技術(shù)：
隨著二十一世紀(jì)世界日益嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，可再生的清潔能源發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越受到世界各國(guó)政府的廣泛關(guān)注；上世紀(jì)八十年代以來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)得到了高速的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電方式已經(jīng)成為利用太陽(yáng)能的主要方式之一；開(kāi)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)和高性能分布式發(fā)電系統(tǒng)的研究，對(duì)于開(kāi)拓廣闊的光伏發(fā)電市場(chǎng)、掌握電力電子領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)、緩解能源和環(huán)境問(wèn)題，具有非常深遠(yuǎn)的意義。目前并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐烦Ｓ玫闹麟娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu)有二種一種是如圖1所示的帶工頻隔離變壓器的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，另一種是如圖2 所示的帶高頻隔離變壓器的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖1所示，太陽(yáng)能電池板輸出的直流電壓，通過(guò)由電感L、第五IGBTansulated Gate Bipolar Transistor, 絕緣柵雙極型晶體管)功率開(kāi)關(guān)Q5、第五續(xù)流二極管D5、嵌位二極管D、電容C組成直流升壓電路；經(jīng)過(guò)由第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4構(gòu)成的全橋逆變電路逆變，再經(jīng)過(guò)由工頻變壓器隔離實(shí)現(xiàn)交流電的輸出，輸出交流電經(jīng)過(guò)由第一扼流電感Li、第一電容Cl組成的低通濾波器濾波后并網(wǎng)輸出；這種并網(wǎng)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)缺點(diǎn)一、由于使用工頻隔離變壓器，使得逆變器的成本較高。二、工頻隔離變壓器，減低了逆變器的轉(zhuǎn)換效率。三、由于使用工頻隔離變壓器，增加了逆變器的重量。如圖2所示，太陽(yáng)能電池板輸出的直流電壓，通過(guò)由電感L、第五IGBT功率開(kāi)關(guān) Q5、第五續(xù)流二極管D5、嵌位二極管D、電容C組成直流升壓電路；經(jīng)過(guò)由第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4構(gòu)成的全橋逆變電路逆變；再經(jīng)由第一扼流電感Li、第二扼流電感L2、第一電容Cl組成的導(dǎo)抗交換器與高頻變壓器Tl相連輸出交流電；再經(jīng)由第六嵌位二極管D6、第七嵌位二極管D7、第八嵌位二極管 D8、第九嵌位二極管D9、第十嵌位二極管D10、第十一嵌位二極管D11、第十二嵌位二極管 D12、第十三嵌位二極管D13和第六IBGB功率開(kāi)關(guān)Q6、第七IBGB功率開(kāi)關(guān)Q7、第八IBGB功率開(kāi)關(guān)Q8、第九IBGB功率開(kāi)關(guān)Q9組成的工頻轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)交流電輸出；最后經(jīng)由第三電感 L3和第二電容C2組成的低通濾波器濾波后并網(wǎng)輸出；這種并網(wǎng)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾個(gè)缺點(diǎn)一、由于使用高頻隔離變壓器，同樣存在效率損耗、重量等問(wèn)題。二、由于使用工頻變換器，增加了光伏逆變器的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐罚渫ㄟ^(guò)將太陽(yáng)能電池輸出電壓先進(jìn)行太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)追蹤器的直流升壓電路后，再經(jīng)過(guò)直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路得到交流電直接并網(wǎng)，從而減少了逆變器逆變過(guò)程的損耗。為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐?，太?yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐钒ㄖ绷魃龎弘娐?，其特征在于，太?yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐愤€包括直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器，直流升壓電路和一個(gè)太陽(yáng)能電池板、直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路連接，直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器連接，電磁兼容性濾波器和一個(gè)電網(wǎng)連接。優(yōu)選地，所述直流升壓電路包括電感、第八IGBT功率開(kāi)關(guān)、第八續(xù)流二極管、第七 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第七續(xù)流二極管和電容，太陽(yáng)能電池板與電感串聯(lián)，太陽(yáng)能電池板與第八 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第八續(xù)流二極管、第七IGBT功率開(kāi)關(guān)、第七續(xù)流二極管和電容并聯(lián)。優(yōu)選地，所述直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路包括第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、第六續(xù)流二極管，第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)和第一續(xù)流二極管并聯(lián)，第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)和第二續(xù)流二極管并聯(lián)，第三IGBT功率開(kāi)關(guān)和第三續(xù)流二極管并聯(lián)，第四IGBT功率開(kāi)關(guān)和第四續(xù)流二極管并聯(lián)，第五IGBT功率開(kāi)關(guān)和第五續(xù)流二極管并聯(lián)，第六IGBT功率開(kāi)關(guān)和第六續(xù)流二極管并聯(lián)，第五IGBT功率開(kāi)關(guān)和第八IGBT功率開(kāi)關(guān)串聯(lián)，第七IGBT功率開(kāi)關(guān)和第六IGBT功率開(kāi)關(guān)串聯(lián)。優(yōu)選地，所述電磁兼容性濾波器通過(guò)第一扼流電感、第二扼流電感和直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路連接，第一扼流電感的一端連接在第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)之間，第二扼流電感的一端連接在第三IGBT功率開(kāi)關(guān)、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)之間，第一扼流電感和第二扼流電感并聯(lián)，第一扼流電感的另一端和電磁兼容性濾波器串聯(lián)，第二扼流電感的另一端和電磁兼容性濾波器串聯(lián)。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型通過(guò)將太陽(yáng)能電池輸出電壓先進(jìn)行太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)追蹤器的直流升壓電路后，再經(jīng)過(guò)直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路得到交流電直接并網(wǎng)，從而減少了逆變器逆變過(guò)程的損耗，提高了逆變器功率轉(zhuǎn)換效率，降低了逆變器成本重量，減少共模電流干擾，減少了電磁干擾。

圖1為現(xiàn)有帶工頻隔離變壓器的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返碾娐肥疽鈭D。圖2為現(xiàn)有帶高頻隔離變壓器的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返碾娐肥疽鈭D。圖3為本實(shí)用新型太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返碾娐肥疽鈭D。圖4為本實(shí)用新型太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐返慕Y(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本實(shí)用新型。如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐钒ㄖ绷魃龎弘娐?、直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器，直流升壓電路和太陽(yáng)能電池板、直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路連接，直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器連接，電磁兼容性濾波器和電網(wǎng)連接。本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)如下太陽(yáng)能電池板與電感L串聯(lián)，太陽(yáng)能電池板與第八 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q8、第八續(xù)流二極管D8、第七IGBT功率開(kāi)關(guān)Q7、第七續(xù)流二極管D7和電容 C并聯(lián)，電感L、第八IGBT功率開(kāi)關(guān)Q8、第八續(xù)流二極管D8、第七IGBT功率開(kāi)關(guān)Q7、第七續(xù)流二極管D7和電容C組成了最大功率點(diǎn)跟蹤的直流升壓電路；直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路包括第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管 D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4、第五續(xù)流二極管D5、第六續(xù)流二極管D6，第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Ql和第一續(xù)流二極管Dl并聯(lián)，第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2和第二續(xù)流二極管D2 并聯(lián)，第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3和第三續(xù)流二極管D3并聯(lián)，第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4和第四續(xù)流二極管D4并聯(lián)，第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5和第五續(xù)流二極管D5并聯(lián)，第六IGBT功率開(kāi)關(guān) Q6和第六續(xù)流二極管D6并聯(lián)，第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5和第八IGBT功率開(kāi)關(guān)Q8串聯(lián)，第七 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q7和第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6串聯(lián)。在輸出的交流部分設(shè)有第一扼流電感Ll、 第二扼流電感L2和電磁兼容性濾波器(EMC濾波器)，第一扼流電感Ll的一端連接在第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2之間，第二扼流電感L2的一端連接在第三IGBT 功率開(kāi)關(guān)Q3、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4之間，第一扼流電感Ll和第二扼流電感L2并聯(lián)，第一扼流電感Ll的另一端和電磁兼容性濾波器串聯(lián)，第二扼流電感L2的另一端和電磁兼容性濾波器串聯(lián)。用電網(wǎng)頻率對(duì)第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Ql、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3進(jìn)行觸發(fā)，用正弦波調(diào)制的高頻脈沖對(duì)第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、 第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6進(jìn)行觸發(fā)；第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6在第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Ql接入供電電壓正半周時(shí)，與第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4同步進(jìn)行正弦波寬度調(diào)制的脈沖觸發(fā)；負(fù)載電流通過(guò)第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6形成；如果高頻脈動(dòng)的第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第五IGBT 功率開(kāi)關(guān)Q5、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6同步關(guān)閉，那么負(fù)載電流經(jīng)由第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、 第三續(xù)流二極管D3構(gòu)成的自振蕩轉(zhuǎn)向/轉(zhuǎn)換。在供電電壓的負(fù)半周中，其中第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q1、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4關(guān)閉，而第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3導(dǎo)通，第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6與開(kāi)進(jìn)行相同的脈寬調(diào)制觸發(fā)；這樣負(fù)載電流通過(guò)第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)Q3、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第六 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6形成回路；如果同步關(guān)閉第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、 第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6脈沖觸發(fā)，那么負(fù)載電流經(jīng)由第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)Ql和第一續(xù)流二極管Dl上自振蕩轉(zhuǎn)向。綜上所述，本實(shí)用新型使用一個(gè)設(shè)置在直流升壓電路上的第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、 第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6將負(fù)載電路從太陽(yáng)能電池板端子上完全脫離開(kāi)，這樣可以避免高頻電壓分量出現(xiàn)在端子線(xiàn)路上。而且第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)Q6還可用作直流端相對(duì)于交流端的附加斷路開(kāi)關(guān)。另一個(gè)直流端按照同樣地原理通過(guò)功率開(kāi)關(guān)第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4與交流電路脫離連接。通過(guò)功率開(kāi)關(guān)元件第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)Q2、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)Q4、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)Q5、第六IGBT功率開(kāi)關(guān) Q6對(duì)稱(chēng)的分配電壓，可以使用有相同特性的功率開(kāi)關(guān)或二極管元件。另外通過(guò)自振蕩，降低第一扼流電感Ll和第二扼流電感L2中的電流波動(dòng)，可以降低磁化損耗、減少共模電流的產(chǎn)生。通過(guò)本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)一種低損耗，無(wú)變壓器，重量輕，共模電流干擾少、電磁干擾低的逆變器。 雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐?，太?yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐钒ㄖ绷魃龎弘娐罚?其特征在于，太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐愤€包括直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器，直流升壓電路和一個(gè)太陽(yáng)能電池板、直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路連接，直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器連接，電磁兼容性濾波器和一個(gè)電網(wǎng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐?，其特征在于，所述直流升壓電路包括電感、第八IGBT功率開(kāi)關(guān)、第八續(xù)流二極管、第七IGBT功率開(kāi)關(guān)、第七續(xù)流二極管和電容，太陽(yáng)能電池板與電感串聯(lián)，太陽(yáng)能電池板與第八IGBT功率開(kāi)關(guān)、第八續(xù)流二極管、第七 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第七續(xù)流二極管和電容并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐罚涮卣髟谟?，所述直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路包括第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第三IGBT功率開(kāi)關(guān)、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)、第五IGBT功率開(kāi)關(guān)、第六IGBT功率開(kāi)關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管、第四續(xù)流二極管、第五續(xù)流二極管、第六續(xù)流二極管，第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)和第一續(xù)流二極管并聯(lián)，第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)和第二續(xù)流二極管并聯(lián)，第三IGBT功率開(kāi)關(guān)和第三續(xù)流二極管并聯(lián)，第四IGBT功率開(kāi)關(guān)和第四續(xù)流二極管并聯(lián)，第五IGBT功率開(kāi)關(guān)和第五續(xù)流二極管并聯(lián)，第六IGBT功率開(kāi)關(guān)和第六續(xù)流二極管并聯(lián)，第五IGBT功率開(kāi)關(guān)和第八IGBT 功率開(kāi)關(guān)串聯(lián)，第七IGBT功率開(kāi)關(guān)和第六IGBT功率開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐罚涮卣髟谟?，所述電磁兼容性濾波器通過(guò)第一扼流電感、第二扼流電感和直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路連接，第一扼流電感的一端連接在第一 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第二 IGBT功率開(kāi)關(guān)之間，第二扼流電感的一端連接在第三 IGBT功率開(kāi)關(guān)、第四IGBT功率開(kāi)關(guān)之間，第一扼流電感和第二扼流電感并聯(lián)，第一扼流電感的另一端和電磁兼容性濾波器串聯(lián)，第二扼流電感的另一端和電磁兼容性濾波器串聯(lián)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能光伏逆變器拓?fù)潆娐罚浒ㄖ绷魃龎弘娐?、直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器，直流升壓電路和一個(gè)太陽(yáng)能電池板、直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路連接，直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路和電磁兼容性濾波器連接，電磁兼容性濾波器和一個(gè)電網(wǎng)連接。本實(shí)用新型通過(guò)將太陽(yáng)能電池輸出電壓先進(jìn)行太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)追蹤器的直流升壓電路后，再經(jīng)過(guò)直流轉(zhuǎn)化交流逆變電路得到交流電直接并網(wǎng)，從而減少了逆變器逆變過(guò)程的損耗。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202014206SQ20112007361
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者徐進(jìn), 沈永兵, 黃景春 申請(qǐng)人:上海神飛能源科技有限公司