無開關(guān)損耗型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器及開關(guān)控制時(shí)序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器及開關(guān)控制時(shí)序，其中，逆變器包括分壓電容支路、高頻主開關(guān)單元、諧振網(wǎng)絡(luò)和低頻換向開關(guān)單元。通過加入兩組由全控開關(guān)、諧振電容和諧振電感組成的諧振網(wǎng)絡(luò)以及輔助續(xù)流箝位二極管構(gòu)成零電流轉(zhuǎn)換支路，配合上述開關(guān)控制時(shí)序，可以實(shí)現(xiàn)第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第五輔助開關(guān)管Sa5和第六輔助開關(guān)管Sa6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件，以及消除低頻換向開關(guān)單元二極管D1~D4的反向恢復(fù)等問題，并保證逆變器在功率傳輸、諧振階段和續(xù)流階段時(shí)共模電壓恒處于二分之一的電池電壓來消除漏電流，從而可以實(shí)現(xiàn)非隔離并網(wǎng)逆變器的高頻化、小型化。
【專利說明】無開關(guān)損耗型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器及開關(guān)控制時(shí)序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高效并網(wǎng)逆變器拓?fù)洹炯夹g(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種無開關(guān)損耗型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變換效率高在業(yè)界得到大量應(yīng)用。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)均工作在硬開關(guān)方式，僅運(yùn)行在較低的開關(guān)頻率(10?20kHz)下才能達(dá)到理想的效率，而且還需要比較大的濾波電感和濾波電容，這樣既增加了并網(wǎng)逆變器的體積重量，又增加了成本。
[0003]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):限制非隔離并網(wǎng)逆變器開關(guān)頻率提升的主要因素是高頻開關(guān)的開關(guān)損耗問題，隨著逆變器開關(guān)頻率的提升，開關(guān)損耗大幅增加，導(dǎo)致逆變器效率快速下降和需要更大的散熱器，并且電磁環(huán)境更加惡劣。
[0004]由此可見，若能降低現(xiàn)有非隔離并網(wǎng)逆變器的開關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的軟開關(guān)工作，就能大幅提高并網(wǎng)逆變器的工作頻率，減小濾波器體積，從而實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)逆變器的高頻化、小型化?，F(xiàn)有技術(shù)針對(duì)此缺陷提出了非隔離并網(wǎng)逆變器的軟開關(guān)方案，但是現(xiàn)有技術(shù)中存在諧振電容電壓不能可靠箝位在固定電壓值的問題，使得諧振回路中諧振電感電流峰值可能低于高頻主開關(guān)管導(dǎo)通電流的情況從而失去零電流關(guān)斷的機(jī)會(huì)。
[0005]另外，高頻主開關(guān)管的開通過程仍為硬開關(guān)方式，高頻輔助開關(guān)管的關(guān)斷過程也是硬開關(guān)，低頻換向開關(guān)單元的二極管仍然存在反向恢復(fù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]發(fā)明目的:一個(gè)目的是提供一種無開關(guān)損耗型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。進(jìn)一步的目的是提供一種開關(guān)控制時(shí)序。
[0007]技術(shù)方案:一種無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，包括分壓電容支路、高頻主開關(guān)單元、諧振網(wǎng)絡(luò)和低頻換向開關(guān)單元；所述分壓電容支路由第一分壓電容Cdcl、第二分壓電容Ctk2組成；高頻主開關(guān)單元由第五功率開關(guān)管S5和第五功率二極管D5的并聯(lián)組合，以及第六功率開關(guān)管S6和第六功率二極管D6的并聯(lián)組合構(gòu)成；
[0008]諧振網(wǎng)絡(luò)由第五輔助功率開關(guān)管S5a和第五輔助功率二極管D5a的并聯(lián)組合、第五輔助諧振電容C5a、第五輔助諧振電感L5a、第六輔助功率開關(guān)管S6a和第六輔助功率二極管D6a的并聯(lián)組合、第六輔助諧振電容C6a、第六輔助諧振電感L6a和第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal、第二輔助續(xù)流箝位功率二極管Da2串聯(lián)組合構(gòu)成；
[0009]低頻換向開關(guān)單元由第一功率開關(guān)管S1和第一功率二極管D1的并聯(lián)組合、第二功率開關(guān)管S2和第二功率二極管D2的并聯(lián)組合、第三功率開關(guān)管S3和第三功率二極管D3的并聯(lián)組合、第四功率開關(guān)管S4和第四功率二極管D4的并聯(lián)組合組成；
[0010]所述第一功率開關(guān)管S1、第二功率開關(guān)管S2、第三功率開關(guān)管S3、第四功率開關(guān)管S4、第五功率開關(guān)管S5、第六功率開關(guān)管S6、第五輔助功率開關(guān)管S5a、第六輔助功率開關(guān)管S6a為包括IGBT或MOSFET在內(nèi)的全控型器件；
[0011]所述第一分壓電容Cdca的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第五功率開關(guān)管S5的集電極和第五輔助功率開關(guān)管S5a的漏極、第五功率二極管D5和第五輔助二極開關(guān)管D5a的陰極；第一分壓電容Cdcl的負(fù)端分別連接第二分壓電容Ctk2的正端、第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal的陽極和第二輔助續(xù)流箝位功率二極管Da2的陰極；
[0012]第二分壓電容Cde2的負(fù)端分別連接太陽能電池負(fù)輸出端、第六功率開關(guān)管S6的發(fā)射極和第六輔助功率開關(guān)管S6a的源極、第六功率二極管D6和第六輔助功率二極管D6a的陽極；
[0013]所述第五功率開關(guān)管S5的發(fā)射極分別與第五功率二極管D5的陽極、第五輔助諧振電感L5a的第一端、第一功率開關(guān)管S1和第三功率開關(guān)管S3)的集電極、第一功率二極管D1)和第三功率開關(guān)管D3的陰極相連接；第六功率開關(guān)管S6的集電極分別與第六功率二極管D6)的陰極、第六輔助諧振電感L6a的第一端、第二功率開關(guān)管S2和第四功率開關(guān)管S4的發(fā)射極、第二功率二極管D2和第四功率二極管D4的陽極相連接；
[0014]所述第五輔助功率開關(guān)管S5a的源極分別與第五輔助功率二極管D5a的陽極、第五輔助諧振電容C5a的第一端相連接；第五輔助諧振電容C5a的第二端與第五輔助諧振電感L5a的第二端、第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal的陰極相連接；第六輔助功率開關(guān)管S6a的漏極分別與第六輔助功率二極管D6a的陰極、第六輔助諧振電容C6a的第一端相連接；第六輔助諧振電容C6a的第二端與第六輔助諧振電感L6a的第二端、第二輔助續(xù)流箝位功率二極管Da2的陽極相連接；
[0015]所述第一功率開關(guān)管S1的發(fā)射極分別連接第二功率開關(guān)管S2的集電極、第一功率二極管D1的陽極和第二功率二極管D2的陰極，以及連接第一進(jìn)網(wǎng)濾波電感L1的一端；
[0016]所述第三功率開關(guān)管S3的發(fā)射極分別連接第四功率開關(guān)管S4的集電極、第三功率二極管D3的陽極和第四功率二極管D4的陰極，以及連接第二進(jìn)網(wǎng)濾波電感L2的一端。
[0017]一種基于上述無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的開關(guān)控制時(shí)序，具體過程如下:
[0018]將第一功率開關(guān)管S1和第四功率開關(guān)管S4具有相同的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直導(dǎo)通，在負(fù)半周一直關(guān)斷；
[0019]將第二功率開關(guān)管S2和第三功率開關(guān)管S3具有相同的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，在進(jìn)網(wǎng)電流負(fù)半周一直導(dǎo)通，在正半周一直關(guān)斷；
[0020]第一功率開關(guān)管S1與第二功率開關(guān)管S2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，并加入死區(qū)時(shí)間；
[0021]第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6具有相同的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，并按單極性SPWM方式高頻動(dòng)作，第五輔助開關(guān)S5a的導(dǎo)通開始階段與第五功率開關(guān)管S5的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)；第六輔助開關(guān)S6a的導(dǎo)通開始階段與第六功率開關(guān)管S6的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)。
[0022]有益效果:本發(fā)明在六開關(guān)全橋電路的基礎(chǔ)上加入兩組由全控開關(guān)、諧振電容和諧振電感組成的諧振網(wǎng)絡(luò)以及輔助續(xù)流箝位二極管構(gòu)成零電流轉(zhuǎn)換支路，配合上述開關(guān)控制時(shí)序，可以實(shí)現(xiàn)第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第五輔助開關(guān)管Sa5和第六輔助開關(guān)管Sa6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal和第二輔助續(xù)流箝位功率二極管Da2的零電壓開通和零電流關(guān)斷，以及消除低頻換向開關(guān)單元二極管D1?D4的反向恢復(fù)問題，并保證逆變器在功率傳輸、諧振階段和續(xù)流階段時(shí)共模電壓恒處于二分之一的電池電壓來消除漏電流。從而可以實(shí)現(xiàn)非隔離并網(wǎng)逆變器的高頻化、小型化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種非隔離光伏并網(wǎng)逆變電路的電路示意圖，為硬開關(guān)工作方式。
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的主電路示意圖，采用IGBT和MOSFET組合的電路圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序。
[0026]圖4 (a)至圖4(j)是本發(fā)明實(shí)施例一在進(jìn)網(wǎng)電流正半周時(shí)高頻開關(guān)周期刻度的等效工作模態(tài)圖，其中，圖4(a)為模態(tài)I的示意圖；圖4(b)為模態(tài)2的示意圖；圖4(c)為模態(tài)3的示意圖；圖4((1)為模態(tài)4的示意圖；圖4(6)為模態(tài)5的示意圖；圖4&)為模態(tài)6的不意圖；圖4 (g)為|旲態(tài)7的不意圖；圖4 (h)為|旲態(tài)8的不意圖；圖4 (i)為|旲態(tài)9的不意圖；圖4(j)為|旲態(tài)10的不意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中諧振網(wǎng)絡(luò)工作波形圖。
[0028]圖6 (a)至圖6(e)是本發(fā)明實(shí)施例一中主要功率器件在高頻開關(guān)周期刻度的工作波形圖，其中，圖6(a)為主開關(guān)S5的工作波形圖；圖6(13)輔助開關(guān)S5a的工作波形圖；圖6(c)為輔助續(xù)流箝位二極管Dal的工作波形圖；圖6((1)為低頻開關(guān)SI在進(jìn)網(wǎng)電流正半周的工作波形圖；圖6(0為低頻開關(guān)SI在進(jìn)網(wǎng)電流負(fù)半周的工作波形圖。
[0029]圖7是本發(fā)明實(shí)施例二的主電路示意圖。
[0030]圖8是本發(fā)明實(shí)施例三的主電路示意圖。
[0031]上述附圖的主要符號(hào)及標(biāo)號(hào)名稱:Cdel、Cdc;2-分壓電容！S1?S6、Sla?S6a-功率開關(guān)管及驅(qū)動(dòng)信號(hào)A1-DpDla-D6a——功率二極管；Dal、Da2——輔助續(xù)流箝位功率二極管；Grid，ug——電網(wǎng)電壓；UPV——太陽能電池板輸出電壓；U、L2——進(jìn)網(wǎng)濾波電感K1——進(jìn)網(wǎng)濾波電容；ig—進(jìn)網(wǎng)電流
【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1和圖2所示，本發(fā)明無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器相比圖1所示的硬開關(guān)電路多了幾組諧振網(wǎng)絡(luò)，以幫助實(shí)現(xiàn)功率器件開通關(guān)斷過程的軟化，以消除或者減弱硬開關(guān)產(chǎn)生的開關(guān)損耗和電磁干擾等問題，本發(fā)明實(shí)施例提供的無開關(guān)損耗型全橋非隔離光伏并網(wǎng)逆變器均實(shí)現(xiàn)了功率器件的軟開關(guān)。
[0033]實(shí)施例一
[0034]如圖2所不,本發(fā)明實(shí)施例一的主電路的構(gòu)成方式，由第一分壓電容Cdel和第二分壓電容Ctk2組成基本單元I ;
[0035]由第五功率開關(guān)管S5和第五功率二極管D5并聯(lián)組合、第六功率開關(guān)管S6和第六功率二極管D6并聯(lián)組合組成基本單元2 ；
[0036]由第五輔助功率開關(guān)管S5a和第五輔助功率二極管D5a并聯(lián)組合、第五輔助諧振電感L5a、第五輔助諧振電容C5a、第六輔助功率開關(guān)管S6a和第六輔助功率二極管D6a并聯(lián)組合、第六輔助諧振電感L6a、第六輔助諧振電容C6a和第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal、第二輔助續(xù)流箝位功率二極管Da2組成基本單元3 ；
[0037]由第一功率開關(guān)管S1和第一功率二極管D1并聯(lián)組合、第二功率開關(guān)管S2和第二功率二極管D2并聯(lián)組合、第三功率開關(guān)管S3和第三功率二極管D3并聯(lián)組合、第四功率開關(guān)管S4和第四功率二極管D4并聯(lián)組合組成基本單元4。
[0038]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序，第一功率開關(guān)管S1和第四功率開關(guān)管S4在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直開通、在負(fù)半周一直關(guān)斷；第二功率開關(guān)管S2和第三功率開關(guān)管S3在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直關(guān)斷、在負(fù)半周一直開通；為了保證可靠換流，在過零階段所有功率開關(guān)管均關(guān)斷。
[0039]第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6均按單極性SPWM方式高頻動(dòng)作，第五輔助功率開關(guān)管S5a和第六輔助功率開關(guān)管S6a均高頻開關(guān)動(dòng)作，并保證第五輔助開關(guān)S5a的導(dǎo)通開始階段與第五功率開關(guān)管S5的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)；第六輔助開關(guān)S6a的導(dǎo)通開始階段與第六功率開關(guān)管S6的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)。
[0040]圖4 (a)至圖4(j)是本發(fā)明實(shí)施例一在進(jìn)網(wǎng)電流正半周時(shí)開關(guān)周期刻度的等效工作模態(tài)圖。
[0041]本實(shí)施例一的一個(gè)具體實(shí)例如下:電池板電壓Upv = 400V、電網(wǎng)電壓Ugrid =220VRMS、電網(wǎng)頻率f#d = 50Hz、額定功率Pn = Ikff ;直流母線電容Cdel = Cdc2 = 470 μ F ;濾波電感L1 = L2 = 0.5mH ;濾波電容C1 = 6 μ F ;電池板對(duì)地寄生電容Cpvi = Cpv2 = 0.15 μ F ;開關(guān)頻率 f = 50kHZ、諧振參數(shù) Lr = 23 μ H、Cr = 39.5nF。
[0042]從實(shí)施結(jié)果可以看出，在圖2所示電路結(jié)構(gòu)配合圖3所示驅(qū)動(dòng)時(shí)序的情況下，可以實(shí)現(xiàn)第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第五輔助開關(guān)管Sa5和第六輔助開關(guān)管Sa6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal和第二輔助續(xù)流箝位功率二極管Da2的零電壓開通和零電流關(guān)斷，以及消除低頻換向開關(guān)單元二極管D1?D4的反向恢復(fù)問題，并保證逆變器在功率傳輸、諧振階段和續(xù)流階段時(shí)共模電壓恒處于二分之一的電池電壓。
[0043]實(shí)施例二
[0044]如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例二的主電路由直流濾波電容Cd。組成基本單元71 ；
[0045]由第五功率開關(guān)管S5和第五功率二極管D5并聯(lián)組合、第六功率開關(guān)管S6和第六功率二極管D6并聯(lián)組合組成基本單元72 ；
[0046]由第五輔助功率開關(guān)管S5a和第五輔助功率二極管D5a并聯(lián)組合、第五輔助諧振電感L5a、第五輔助諧振電容C5a、第六輔助功率開關(guān)管S6a和第六輔助功率二極管D6a并聯(lián)組合、第六輔助諧振電感L6a、第六輔助諧振電容C6a和第一輔助續(xù)流功率二極管Dal組成基本單元73 ；
[0047]由第一功率開關(guān)管S1和第一功率二極管D1并聯(lián)組合、第二功率開關(guān)管S2和第二功率二極管D2并聯(lián)組合、第三功率開關(guān)管S3和第三功率二極管D3并聯(lián)組合、第四功率開關(guān)管S4和第四功率二極管D4并聯(lián)組合組成基本單元74。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例二的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序，第一功率開關(guān)管S1和第四功率開關(guān)管S4在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直開通、在負(fù)半周一直關(guān)斷；第二功率開關(guān)管S2和第三功率開關(guān)管S3在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直關(guān)斷、在負(fù)半周一直開通；為了保證可靠換流，在過零階段所有功率開關(guān)管均關(guān)斷。第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6均按單極性SPWM方式高頻動(dòng)作，第五輔助功率開關(guān)管S5a和第六輔助功率開關(guān)管S6a均高頻開關(guān)動(dòng)作，并保證第五輔助開關(guān)S5a的導(dǎo)通開始階段與第五功率開關(guān)管S5的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)；第六輔助開關(guān)S6a的導(dǎo)通開始階段與第六功率開關(guān)管S6的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)。
[0049]在圖7所示電路結(jié)構(gòu)配合圖3所示驅(qū)動(dòng)時(shí)序的情況下，可以實(shí)現(xiàn)第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第五輔助開關(guān)管Sa5和第六輔助開關(guān)管Sa6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal的零電壓開通和零電流關(guān)斷，以及消除低頻換向開關(guān)單元二極管D1?D4的反向恢復(fù)問題。
[0050]實(shí)施例三
[0051]如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例三的主電路的由第一分壓電容Cdel和第二分壓電容Cdc2組成基本單元81 ；
[0052]由第五功率開關(guān)管S5和第五功率二極管D5并聯(lián)組合、第六功率開關(guān)管S6和第六功率二極管D6并聯(lián)組合組成基本單元82 ；
[0053]由第五輔助功率開關(guān)管S5a和第五輔助功率二極管D5a并聯(lián)組合、第五輔助諧振電感L5a、第五輔助諧振電容C5a、第六輔助功率開關(guān)管S6a和第六輔助功率二極管D6a并聯(lián)組合、第六輔助諧振電感L6a、第六輔助諧振電容C6a和第一輔助續(xù)流功率二極管Dal組成基本單元83 ；
[0054]由第七箝位功率二極管D7和第八箝位功率二極管D8組成基本單元84 ；由第一功率開關(guān)管S1和第一功率二極管D1并聯(lián)組合、第二功率開關(guān)管S2和第二功率二極管D2并聯(lián)組合、第三功率開關(guān)管S3和第三功率二極管D3并聯(lián)組合、第四功率開關(guān)管S4和第四功率二極管D4并聯(lián)組合組成基本單元85。
[0055]本發(fā)明實(shí)施例三的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序，第一功率開關(guān)管S1和第四功率開關(guān)管S4在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直開通、在負(fù)半周一直關(guān)斷；第二功率開關(guān)管&和第三功率開關(guān)管&在進(jìn)網(wǎng)電流正半周一直關(guān)斷、在負(fù)半周一直開通；為了保證可靠換流，在過零階段所有功率開關(guān)管均關(guān)斷。第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6均按單極性SPWM方式高頻動(dòng)作，第五輔助功率開關(guān)管S5a和第六輔助功率開關(guān)管S6a均高頻開關(guān)動(dòng)作，并保證第五輔助開關(guān)S5a的導(dǎo)通開始階段與第五功率開關(guān)管S5的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)；第六輔助開關(guān)S6a的導(dǎo)通開始階段與第六功率開關(guān)管S6的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)。
[0056]在圖8所示電路結(jié)構(gòu)配合圖3所示驅(qū)動(dòng)時(shí)序的情況下，可以實(shí)現(xiàn)第五功率開關(guān)管S5和第六功率開關(guān)管S6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第五輔助開關(guān)管Sa5和第六輔助開關(guān)管Sa6的零電流開通和零電流關(guān)斷條件、實(shí)現(xiàn)第一輔助續(xù)流箝位功率二極管Dal的零電壓開通和零電流關(guān)斷，以及消除低頻換向開關(guān)單元二極管D1?D4的反向恢復(fù)問題，并保證逆變器在功率傳輸、諧振階段和續(xù)流階段時(shí)共模電壓恒處于二分之一的電池電壓。
[0057]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0058]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0059]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:包括分壓電容支路(I)、高頻主開關(guān)單元(2)、諧振網(wǎng)絡(luò)(3)和低頻換向開關(guān)單元(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述分壓電容支路(I)由第一分壓電容(Cdcl)、第二分壓電容(Ctk2)組成； 高頻主開關(guān)單元(2)由第五功率開關(guān)管(S5)和第五功率二極管(D5)的并聯(lián)組合，以及第六功率開關(guān)管(S6)和第六功率二極管(D6)的并聯(lián)組合構(gòu)成； 諧振網(wǎng)絡(luò)(3)由第五輔助功率開關(guān)管(S5a)和第五輔助功率二極管(D5a)的并聯(lián)組合、第五輔助諧振電容(CU、第五輔助諧振電感(Z5a)、第六輔助功率開關(guān)管(S6a)和第六輔助功率二極管(D6a)的并聯(lián)組合、第六輔助諧振電容(CU、第六輔助諧振電感(Z6a)和第一輔助續(xù)流箝位功率二極管(Dal)、第二輔助續(xù)流箝位功率二極管(Da2)串聯(lián)組合構(gòu)成； 低頻換向開關(guān)單元(4)由第一功率開關(guān)管(S1)和第一功率二極管(D1)的并聯(lián)組合、第二功率開關(guān)管(S2)和第二功率二極管(D2)的并聯(lián)組合、第三功率開關(guān)管(S3)和第三功率二極管(D3)的并聯(lián)組合、第四功率開關(guān)管(S4)和第四功率二極管(D4)的并聯(lián)組合組成；所述第一功率開關(guān)管(S)、第二功率開關(guān)管(S2)、第三功率開關(guān)管(S3)、第四功率開關(guān)管(S4)、第五功率開關(guān)管(S5)、第六功率開關(guān)管(S6)、第五輔助功率開關(guān)管(S5a)、第六輔助功率開關(guān)管(S6a)為包括IGBT或MOSFET在內(nèi)的全控型器件； 所述第一分壓電容(Cdca)的正端分別連接太陽能電池正輸出端、第五功率開關(guān)管(S5)的集電極和第五輔助功率開關(guān)管(S5a)的漏極、第五功率二極管(D5)和第五輔助二極開關(guān)管(D5a)的陰極；第一分壓電容(Cdca)的負(fù)端分別連接第二分壓電容(Ctk2)的正端、第一輔助續(xù)流箝位功率二極管(Dal)的陽極和第二輔助續(xù)流箝位功率二極管(Da2)的陰極； 第二分壓電容(Ctk2)的負(fù)端分別連接太陽能電池負(fù)輸出端、第六功率開關(guān)管(S6)的發(fā)射極和第六輔助功率開關(guān)管(S6a)的源極、第六功率二極管(D6)和第六輔助功率二極管(D6a)的陽極； 所述第五功率開關(guān)管(S5)的發(fā)射極分別與第五功率二極管(D5)的陽極、第五輔助諧振電感(Z5a)的第一端、第一功率開關(guān)管(S1)和第三功率開關(guān)管(S3)的集電極、第一功率二極管(D1)和第三功率開關(guān)管(D3)的陰極相連接；第六功率開關(guān)管(S6)的集電極分別與第六功率二極管(D6)的陰極、第六輔助諧振電感(Z6a)的第一端、第二功率開關(guān)管(S2)和第四功率開關(guān)管(S4)的發(fā)射極、第二功率二極管(D2)和第四功率二極管(D4)的陽極相連接；所述第五輔助功率開關(guān)管(S5a)的源極分別與第五輔助功率二極管(D5a)的陽極、第五輔助諧振電容(C5a)的第一端相連接；第五輔助諧振電容(CJ的第二端與第五輔助諧振電感(Z5a)的第二端、第一輔助續(xù)流箝位功率二極管(Dal)的陰極相連接；第六輔助功率開關(guān)管(S6a)的漏極分別與第六輔助功率二極管(D6a)的陰極、第六輔助諧振電容(C6a)的第一端相連接；第六輔助諧振電容(C6a)的第二端與第六輔助諧振電感(Z6a)的第二端、第二輔助續(xù)流箝位功率二極管(Da2)的陽極相連接； 所述第一功率開關(guān)管(S1)的發(fā)射極分別連接第二功率開關(guān)管(S2)的集電極、第一功率二極管(D1)的陽極和第二功率二極管(D2)的陰極，以及連接第一進(jìn)網(wǎng)濾波電感(Z1)的一端; 所述第三功率開關(guān)管(S3)的發(fā)射極分別連接第四功率開關(guān)管(S4)的集電極、第三功率二極管(D3)的陽極和第四功率二極管(D4)的陰極，以及連接第二進(jìn)網(wǎng)濾波電感(Z2)的一端。
3.一種基于權(quán)利要求2所述無開關(guān)損耗型非隔離光伏并網(wǎng)逆變器的開關(guān)控制時(shí)序，其特征在于:具體過程如下: 在正半周，將第一功率開關(guān)管(S1)和第四功率開關(guān)管(S4) —直開通；在負(fù)半周，將第一功率開關(guān)管(S1)和第四功率開關(guān)管(S4) —直關(guān)斷； 在正半周，將第二功率開關(guān)管(S2)和第三功率開關(guān)管(S3) —直關(guān)斷；在負(fù)半周，將第二功率開關(guān)管(S2)和第三功率開關(guān)管(S3) —直導(dǎo)通； 第一功率開關(guān)管(S1)與第二功率開關(guān)管(S2)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，并加入死區(qū)時(shí)間； 第五功率開關(guān)管(S5)和第六功率開關(guān)管(S6)具有相同的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，并按單極性SPWM方式高頻動(dòng)作，第五輔助開關(guān)(S5a)的導(dǎo)通開始階段與第五功率開關(guān)管(S5)的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)；第六輔助開關(guān)(S6a)的導(dǎo)通開始階段與第六功率開關(guān)管(S6)的導(dǎo)通末尾階段有交疊區(qū)。
【文檔編號(hào)】H02M7/5387GK104242719SQ201410386879
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】肖華鋒 申請(qǐng)人:東南大學(xué)