專利名稱：一種單相并網(wǎng)逆變電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于逆變器技術領域，尤其涉及一種單相并網(wǎng)逆變電路。
技術背景目前，在逆變領域中，尤其是并網(wǎng)逆變領域中，常采用帶工頻或高頻變壓器的隔離型并網(wǎng)逆變器，這樣確保了電網(wǎng)和發(fā)電設備之間的電氣隔離，從而提供人身保護并避免了發(fā)電系統(tǒng)和大地之間的漏電流。但是，若采用工頻變壓器，其體積大，重量重且價格昂貴；若采用高頻變壓器，功率變換電路及其控制將會變得復雜化，同時也會降低系統(tǒng)整體效率。因此在實際應用中，并網(wǎng)逆變器大多采用了非隔離輸出型并網(wǎng)逆變器，相比隔離型并網(wǎng)逆變器，它的優(yōu)點是效率高，但是相對于隔離并網(wǎng)方式，非隔離型并網(wǎng)方式將面臨共模電流問題。由于發(fā)電裝置，尤其是光伏發(fā)電裝置，與大地之間存在較大的分布電容，分布電容與逆變輸出濾波元件以及電網(wǎng)阻抗組成共模諧振回路，如圖6所示，圖中箭頭方向代表共模電流的流向。當并網(wǎng)逆變器的功率開關動作時會引起分布電容上電壓的變化，而分布電容上的電壓變化能夠激勵這個交流回路產(chǎn)生共模電流。共模電流的大小為
= 式中力共模電流，C為分布電容，$為共模電壓的變化率。由上式可以看出，降
dtIdk
低共模電流可以從兩個方向入手，一是減小分布電容，二是降低共模電壓的變化率，分布電容是寄生參數(shù)，在工程中難以避免，所以降低共模電壓的變化率就成了解決共模電流問題的關鍵，為了抑制共模電流，應盡量降低共模電壓變化率。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種單相并網(wǎng)逆變電路，具有在輸出工頻電壓時不會出現(xiàn)高頻共模電流且電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高的特點。為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是一種單相并網(wǎng)逆變電路，其特征在于包括二極管D1-D6、電感L1-L2和高頻開關K1-K4，直流電源輸入端Vin的正極第一路經(jīng)高頻開關Kl接二極管D5的負極，二極管D5的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接電源輸入端Vin的正極，二極管Dl的正極接二極管D5的負極，電感LI的一端接二極管Dl與二極管D5的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的負極，二極管D4的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K4與二極管D4并聯(lián)，直流電源輸入端Vin的正極第二路經(jīng)高頻開關K3接二極管D6的負極，二極管D6的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D3的正極接二極管D6的負極，電感L2的一端接二極管D3與二極管D6的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的負極，二極管D2的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)，電感LI與聞頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與聞頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端；或直流電源輸入端Vin的正極第一路接二極管D5的負極，二極管D5的正極經(jīng)高頻開關Kl接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接二極管D5的正極，二極管Dl的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感LI的一端接二極管D5與二極管Dl的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的正極，二極管D4的負極接直流電源輸入端Vin的正極，高頻開關K4與二極管D4并聯(lián)，直流電源輸入端Vin的正極第二路接二極管D6的負極，二極管D6的正極經(jīng)高頻開關K3接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接二極管D6的正極，二極管D3的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感L2的一端接二極管D6與二極管D3的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的正極，二極管D2的負極接直流電源輸入端Vin的正極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)，電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與高頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端。所述逆變電路還包括二極管D7-D8，當直流電源輸入端Vin的正極第一路首先經(jīng)過二極管Dl時，二極管D7和二極管D8的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D7的正極接電感LI與高頻開關K4的結(jié)點，二極管D8的正極接電感L2與高頻開關K2的結(jié)點；當直流電源輸入端Vin的正極第一路首先經(jīng)過二極管D5時，二極管D7和二極管D8的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D7的負極接電感LI與高頻開關K4的結(jié)點，二極管D8的負極接電感L2與高頻開關K2的結(jié)點。 采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于采用所述逆變電路的逆變器，在工作過程中能完全避免分布電容上開關頻率下共模電壓的變化，從而具有不會出現(xiàn)高頻共模電流的特點，達到了抑制高頻共模電流的目的；此外所述電路相對于普通全橋逆變電路只增加了無源器件二極管，與其他實現(xiàn)相同功能的逆變電路需要增加有源器件相比，所述電路不僅可以降低成本，而且提高了電路的性能和可靠性。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。圖I是本實用新型實施例一原理框圖；圖2是本實用新型實施例一輸出工頻電壓的正半周高頻開關Kl和K2導通，高頻開關K3和K4截止時的電流流向示意圖；圖3是本實用新型實施例一輸出工頻電壓的正半周高頻開關K2導通，高頻開關K1、K3和K4截止時的電流流向示意圖；圖4是本實用新型實施例一輸出工頻電壓的負半周高頻開關Kl和K2截止，高頻開關K3和K4導通時的電流流向不意圖；圖5是本實用新型實施例一輸出工頻電壓的負半周高頻開關K4導通，高頻開關K1、K2和K3截止時的電流流向示意圖；圖6是光伏發(fā)電裝置與逆變?yōu)V波元件組成的共模諧振回路原理框圖；圖7是本實用新型實施例二原理框圖；圖8是本實用新型實施例三原理框圖；圖9是本實用新型實施例四原理框圖；其中1、光伏陣列2、逆變器3、濾波器4、電網(wǎng)5、分布電容。
具體實施方式
[0020]實施例一如圖I所示，一種單相并網(wǎng)逆變電路，包括二極管D1-D8、電感L1-L2和高頻開關K1-K4。直流電源輸入端Vin的正極第一路經(jīng)高頻開關Kl接二極管D5的負極，二極管D5的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接電源輸入端Vin的正極，二極管Dl的正極接二極管D5的負極，電感LI的一端接二極管Dl與二極管D5的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的負極，二極管D4的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K4與二極管D4并聯(lián)。直流電源輸入端Vin的正極第二路經(jīng)高頻開關K3接二極管D6的負極，二極管D6的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D3的正極接二極管D6的負極，電感L2的一端接二極管D3與二極管D6的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的負極，二極管D2的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)。電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與高頻開關K2的結(jié) 點為電路的另一個輸出端。二極管D7和二極管D8的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D7的正極接電感LI與高頻開關K4的結(jié)點，二極管D8的正極接電感L2與高頻開關K2的結(jié)點。在輸出工頻電壓的正半周(設負載電壓為左正右負時):如圖2所示，此時高頻開關Kl和K2工作，高頻開關K3和K4截止。在輸出工頻電壓正半周內(nèi)，高頻開關K2 —直導通，高頻開關Kl為高頻工作。在正半周高頻開關Kl導通時，電流由直流電源輸入端Vin的正極經(jīng)高頻開關Kl，電感LI，負載，高頻開關K2到直流電源輸入端Vin的負極，此時大地和直流輸入之間的分布電容上的電壓為零。在輸出工頻電壓的正半周，如圖3所示，高頻開關Kl截止時，由于電感LI中的電流不能突變，所以此時二極管D5導通，電流經(jīng)二極管D5，電感LI，負載，高頻開關K2，再流到二極管D5完成續(xù)流，電感LI中的能量轉(zhuǎn)移到負載中，此時交流輸出地線和直流輸入之間的分布電容上的電壓依然是零。綜上所述，在輸出工頻電壓的正半周，無論是高頻工作周期的那一個階段，輸出共模電壓都保持為零不變，所以在輸出工頻電壓的正半周，不會出現(xiàn)高頻共模電流。在輸出工頻電壓的負半周(設負載電壓為右正左負時):如圖4所示，此時高頻開關K3和K4工作，高頻開關Kl和K2截止。在輸出工頻電壓負半周內(nèi)，高頻開關K4 一直導通，高頻開關K3為高頻工作。在輸出工頻電壓的負半周，高頻開關K3導通時，電流由直流電源輸入端Vin的正極經(jīng)高頻開關K3，電感L2，負載，高頻開關K4到直流電源輸入端Vin的負極，此時大地和直流輸入之間的分布電容上的電壓為工頻輸出電壓。在輸出工頻電壓的負半周，如圖5所示，高頻開關K3截止時，由于電感L2中的電流不能突變，所以此時二極管D6導通，電流經(jīng)二極管D6，電感L2，負載，高頻開關K4，再流到二極管D6完成續(xù)流，電感L2中的能量轉(zhuǎn)移到負載中，此時交流輸出地線和直流輸入之間的分布電容上的電壓為輸出工頻電壓。綜上所述，在輸出工頻電壓的負半周，無論是高頻工作周期的那一個階段，輸出共模電壓都和交流工頻輸出電壓保持一致，其電壓變化率和高頻工作周期無關，所以在輸出工頻電壓的負半周，不會出現(xiàn)高頻共模電流。實施例二 如圖7所示，一種單相并網(wǎng)逆變電路，包括二極管D1-D8、電感L1-L2和高頻開關K1-K4。直流電源輸入端Vin的正極第一路接二極管D5的負極，二極管D5的正極經(jīng)高頻開關Kl接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接二極管D5的正極，二極管Dl的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感LI的一端接二極管D5與二極管Dl的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的正極，二極管D4的負極接直流電源輸入端Vin的正極，聞頻開關K4與_■極管D4并聯(lián)。直流電源輸入端Vin的正極第二路接二極管D6的負極，二極管D6的正極經(jīng)高頻開關K3接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接二極管D6的正極，二極管D3的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感L2的一端接二極管D6與二極管D3的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的正極，二極管D2的負極接直流電源輸入端Vin的正極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)。電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與高頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端。二極管D7和二極管D8的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D7的負極接電感LI與高頻開關K4的結(jié)點，二極管D8的負極接電感L2與高頻開關K2的結(jié)點。實施例三如圖8所示，一種單相并網(wǎng)逆變電路，包括二極管D1-D6、電感L1-L2和高頻開關K1-K4。直流電源輸入端Vin的正極第一路經(jīng)高頻開關Kl接二極管D5的負極，二極管D5的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接電源輸入端Vin的正極，二極管Dl的正極接二極管D5的負極，電感LI的一端接二極管Dl與二極管D5的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的負極，二極管D4的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K4與二極管D4并聯(lián)。直流電源輸入端Vin的正極第二路經(jīng)高頻開關K3接二極管D6的負極，二極管D6的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D3的正極接二極管D6的負極，電感L2的一端接二極管D3與二極管D6的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的負極，二極管D2的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)。電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與高頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端。實施例四如圖9所示，一種單相并網(wǎng)逆變電路，包括二極管D1-D6、電感L1-L2和高頻開關K1-K4。直流電源輸入端Vin的正極第一路接二極管D5的負極，二極管D5的正極經(jīng)高頻開關Kl接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接二極管D5的正極，二極管Dl的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感LI的一端接二極管D5與二極管Dl的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的正極，二極管D4的負極接直流電源輸入端Vin的正極，聞頻開關K4與_■極管D4并聯(lián)。直流電源輸入端Vin的正極第二路接二極管D6的負極，二極管D6的正極經(jīng)高頻開關K3接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接二極管D6的正極，二極管D3的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感L2的一端接二極管D6與二極管D3的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的正極，二極管D2的負極接直流電源輸入端Vin的正極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)。電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與高頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端。實施例二、三和四的工作原理與實施例一的工作原理相同。采用所述逆變電路的、逆變器，在工作過程中能完全避免分布電容上開關頻率下共模電壓的變化，從而具有不會出現(xiàn)高頻共模電流的特點，達到了抑制高頻共模電流的目的；此外所述電路相對于普通全橋逆變電路只增加了無源器件二極管，與其他實現(xiàn)相同功能的逆變電路需要增加有源器件 相比，所述電路不僅可以降低成本，而且提高了電路的性能和可靠性。
權利要求1.一種單相并網(wǎng)逆變電路，其特征在于包括二極管D1-D6、電感L1-L2和高頻開關K1-K4，直流電源輸入端Vin的正極第一路經(jīng)高頻開關Kl接二極管D5的負極，二極管D5的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接電源輸入端Vin的正極，二極管Dl的正極接二極管D5的負極，電感LI的一端接二極管Dl與二極管D5的結(jié)點，電感LI的另一端接二極管D4的負極，二極管D4的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K4與二極管D4并聯(lián)，直流電源輸入端Vin的正極第二路經(jīng)高頻開關K3接二極管D6的負極，二極管D6的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D3的正極接二極管D6的負極，電感L2的一端接二極管D3與二極管D6的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的負極，二極管D2的正極接直流電源輸入端Vin的負極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)，電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與聞頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端； 或直流電源輸入端Vin的正極第一路接二極管D5的負極，二極管D5的正極經(jīng)高頻開關Kl接直流電源輸入端Vin的負極，二極管Dl的負極接二極管D5的正極，二極管Dl的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感LI的一端接二極管D5與二極管Dl的結(jié)點，電感LI 的另一端接二極管D4的正極，二極管D4的負極接直流電源輸入端Vin的正極，高頻開關K4與二極管D4并聯(lián)，直流電源輸入端Vin的正極第二路接二極管D6的負極，二極管D6的正極經(jīng)高頻開關K3接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D3的負極接二極管D6的正極，二極管D3的正極接直流電源輸入端Vin的負極，電感L2的一端接二極管D6與二極管D3的結(jié)點，電感L2的另一端接二極管D2的正極，二極管D2的負極接直流電源輸入端Vin的正極，高頻開關K2與二極管D2并聯(lián)，電感LI與高頻開關K4的結(jié)點為電路的一個輸出端，電感L2與高頻開關K2的結(jié)點為電路的另一個輸出端。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種單相并網(wǎng)逆變電路，其特征在于所述逆變電路還包括二極管D7-D8，當直流電源輸入端Vin的正極第一路首先經(jīng)過二極管Dl時，二極管D7和二極管D8的負極接直流電源輸入端Vin的正極，二極管D7的正極接電感LI與高頻開關K4的結(jié)點，二極管D8的正極接電感L2與高頻開關K2的結(jié)點；當直流電源輸入端Vin的正極第一路首先經(jīng)過二極管D5時，二極管D7和二極管D8的正極接直流電源輸入端Vin的負極，二極管D7的負極接電感LI與高頻開關K4的結(jié)點，二極管D8的負極接電感L2與高頻開關 K2的結(jié)點。
專利摘要本實用新型公開了一種單相并網(wǎng)逆變電路，屬于逆變器技術領域。所述逆變電路包括二極管D1-D6、電感L1-L2和高頻開關K1-K4。采用所述逆變電路的逆變器，在工作過程中能完全避免分布電容上開關頻率下共模電壓的變化，從而具有不會出現(xiàn)高頻共模電流的特點，達到了抑制高頻共模電流的目的；此外所述電路相對于普通全橋逆變電路只增加了無源器件二極管，與其他實現(xiàn)相同功能的逆變電路需要增加有源器件相比，所述電路不僅可以降低成本，而且提高了電路的性能和可靠性。
文檔編號H02M7/521GK202475299SQ20122006033
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權日2012年2月23日
發(fā)明者徐衛(wèi)東, 賈彤穎 申請人:石家莊通合電子有限公司