專利名稱：光伏發(fā)電用逆變電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及到一種實(shí)現(xiàn)直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓功能的光伏發(fā)電用逆變電路裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是一種清潔能源、可再生資源，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代，全球范圍的能源問題原來(lái)越突出，經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展必須要求開發(fā)尋求新的能源，新能源技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越受到關(guān)注。光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電是近些年新興的新能源行業(yè)，其中風(fēng)力發(fā)電受到一定的地域限制，而光伏發(fā)電卻沒有此限制，所以大規(guī)模使用光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是一種有效的新能源的利用方式，因此，并網(wǎng)技術(shù)是光伏發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)。目前光伏并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)主要采樣全橋逆變電路，但是此電路在太陽(yáng)能電池板直流端產(chǎn)生高頻電壓；并且由于太陽(yáng)能電池的鋪設(shè)面積很大，而太陽(yáng)能電池板和大地存在寄生電容，面積越大，此寄生電容越大, 最終會(huì)產(chǎn)生很大的對(duì)地共模漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)背景技術(shù)中提及的現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種光伏發(fā)電用逆變電路裝置，該電路裝置可以有效避免太陽(yáng)能電池板直流端產(chǎn)生高頻共模電壓，并減小由于電池板對(duì)地電容產(chǎn)生的共模漏電流和減小EMV問題，同時(shí)提高直流電壓轉(zhuǎn)換交流電壓的效率。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種光伏發(fā)電用逆變電路裝置，包括直流電路模塊和逆變電路模塊兩部分，其中直流電路模塊包括太陽(yáng)能電池板和并聯(lián)在太陽(yáng)能電池板輸出端線路上的直流電容，所述逆變電路模塊包括
六個(gè)受控開關(guān)器件，其中所述第一受控開關(guān)器件、第五受控開關(guān)器件、第三受控開關(guān)器件串聯(lián)，第二受控開關(guān)器件、第六受控開關(guān)器件、第四受控開關(guān)器件串聯(lián)，第一受控開關(guān)器件上端接到直流電容上端，第三受控開關(guān)器件下端接到直流電容下端，第二受控開關(guān)器件上端接到第一受控開關(guān)器件上端，第四受控開關(guān)器件下端接到第三受控開關(guān)器件下端，第三受控開關(guān)器件上端接到第四受控開關(guān)器件上端；
還包括第一、第二、第三、第四、第五和第六共六個(gè)二極管分別對(duì)應(yīng)反并聯(lián)于上述第一、 第二、第三、第四、第五和第六這六個(gè)受控開關(guān)器件兩端；
還包括第一電感和第二電感，所述第一電感的左端接到第一受控開關(guān)器件的下端，第一電感的右端接到電網(wǎng)上端，第二電感的左端接到第二受控開關(guān)器件的下端，第二電感的右端接到電網(wǎng)下端。本發(fā)明中對(duì)于所述受控開關(guān)器件的進(jìn)一步選擇如下
優(yōu)選的，所述第一受控開關(guān)器件、第二受控開關(guān)器件、第三受控開關(guān)器件、第四受控開關(guān)器件采用相同型號(hào)的M0SFET，第五受控開關(guān)器件和第六受控開關(guān)器件采用相同型號(hào)的 IGBT，六個(gè)反并聯(lián)的二極管是六個(gè)受控開關(guān)器件的寄生二極管。
更為優(yōu)選的，所述第五二極管和第六二極管是快恢復(fù)低導(dǎo)通壓降二極管。優(yōu)選的，所述第一受控開關(guān)器件和第四受控開關(guān)器件為對(duì)稱開關(guān)，第二受控開關(guān)器件和第三受控開關(guān)器件為對(duì)稱開關(guān)，第五受控開關(guān)器件和第六受控開關(guān)器件是互補(bǔ)開關(guān)。優(yōu)選的，所述第一受控開關(guān)器件和第四受控開關(guān)器件是高頻開關(guān)，采用開關(guān)頻率為20KHZ，第二受控開關(guān)器件和第三受控開關(guān)器件是高頻開關(guān)，采用開關(guān)頻率20KHz ;并且其中所述第一受控開關(guān)器件和第四受控開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同一信號(hào)或者是作用效果相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二受控開關(guān)器件和第三受控開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同一信號(hào)或者是作用效果相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；第五受控開關(guān)器件和第六受控開關(guān)器件為工頻開關(guān)，采用電網(wǎng)頻率為50Hz或60Hz的開關(guān)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明提供的這種光伏發(fā)電用逆變電路裝置，其主要目的是將太陽(yáng)能電池板的直流電壓電轉(zhuǎn)換成交流電壓，并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。相比現(xiàn)有同類技術(shù)，本發(fā)明電路裝置在實(shí)際應(yīng)用中可以有效避免太陽(yáng)能電池板直流端產(chǎn)生高頻共模電壓，并減小由于電池板對(duì)地電容產(chǎn)生的共模漏電流和減小EMV問題，同時(shí)可以提高直流電壓轉(zhuǎn)換交流電壓的效率。此外，本發(fā)明電路裝置的結(jié)構(gòu)元器件相對(duì)較少，造價(jià)更低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也更強(qiáng)。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
圖I為本發(fā)明一種具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)不意圖2為本發(fā)明在電網(wǎng)電壓正半周期高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)的電流通路圖3為本發(fā)明在電網(wǎng)電壓正半周期高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)的電流通路圖4為本發(fā)明在電網(wǎng)電壓負(fù)半周期高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)的電流通路圖5為本發(fā)明在電網(wǎng)電壓負(fù)半周期高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)的電流通路圖6為第一受控開關(guān)器件、第四受控開關(guān)器件、第六受控開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖7為第一受控開關(guān)器件、第四受控開關(guān)器件、第六受控開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)展開圖； 圖8為第二受控開關(guān)器件、第三受控開關(guān)器件、第五受控開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖9為第二受控開關(guān)器件、第三受控開關(guān)器件、第五受控開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)展開圖； 圖10為本發(fā)明正常工作時(shí)的電流電壓仿真波形圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例結(jié)合圖I —圖5所示，本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電用逆變電路裝置，其由直流電路模塊I和逆變電路模塊兩部分2組成，其中直流電路模塊I由太陽(yáng)能電池板和并聯(lián)在太陽(yáng)能電池板輸出端線路上的直流電容C構(gòu)成，而所述逆變電路模塊2的構(gòu)成如下
第一至第六共六個(gè)受控開關(guān)器件Ql - Q6，其中所述第一受控開關(guān)器件Ql、第五受控開關(guān)器件Q5、第三受控開關(guān)器件Q3串聯(lián)，第二受控開關(guān)器件Q2、第六受控開關(guān)器件Q6、第四受控開關(guān)器件Q4串聯(lián)，第一受控開關(guān)器件Ql上端接到直流電容C上端，第三受控開關(guān)器件Q3 下端接到直流電容C下端，第二受控開關(guān)器件Q2上端接到第一受控開關(guān)器件Ql上端，第四受控開關(guān)器件Q4下端接到第三受控開關(guān)器件Q3下端，第三受控開關(guān)器件Q3上端接到第四受控開關(guān)器件Q4上端；
第一至第六共六個(gè)二極管Dl - D6分別對(duì)應(yīng)反并聯(lián)于上述第一至第六這六個(gè)受控開關(guān)器件Ql - Q6兩端；
第一電感LI和第二電感L2,所述第一電感LI的左端接到第一受控開關(guān)器件Ql的下端，第一電感LI的右端接到電網(wǎng)上端，第二電感L2的左端接到第二受控開關(guān)器件Q2的下端，第二電感L2的右端接到電網(wǎng)下端。本實(shí)施例中所述第一受控開關(guān)器件Q1、第二受控開關(guān)器件Q2、第三受控開關(guān)器件 Q3、第四受控開關(guān)器件Q4采用相同型號(hào)的M0SFET，第五受控開關(guān)器件Q5和第六受控開關(guān)器件Q6采用相同型號(hào)的IGBT，六個(gè)反并聯(lián)的二極管是六個(gè)受控開關(guān)器件的寄生二極管。并且其中所述第五二極管D5和第六二極管D6是快恢復(fù)低導(dǎo)通壓降二極管。本實(shí)施例中所述第一受控開關(guān)器件Ql和第四受控開關(guān)器件Q4為對(duì)稱開關(guān)，第二受控開關(guān)器件Q2和第三受控開關(guān)器件Q3為對(duì)稱開關(guān)，第五受控開關(guān)器件Q5和第六受控開關(guān)器件Q6是互補(bǔ)開關(guān)。本實(shí)施例中所述第一受控開關(guān)器件Ql和第四受控開關(guān)器件Q4是高頻開關(guān)，采用開關(guān)頻率為20KHZ，第二受控開關(guān)器件Q2和第三受控開關(guān)器件Q3是高頻開關(guān)，采用開關(guān)頻率20KHz ;并且其中所述第一受控開關(guān)器件Ql和第四受控開關(guān)器件Q4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同一信號(hào)或者是作用效果相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二受控開關(guān)器件Q2和第三受控開關(guān)器件Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同一信號(hào)或者是作用效果相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；第五受控開關(guān)器件Q5和第六受控開關(guān)器件Q6為工頻開關(guān)，采用電網(wǎng)頻率為50Hz或60Hz的開關(guān)。結(jié)合圖2 —圖10所示，本發(fā)明的詳細(xì)工作過程如下
當(dāng)電網(wǎng)電壓位于正半周期時(shí)，也就是說(shuō)電網(wǎng)電壓為正時(shí)，第一受控開關(guān)器件Ql被 20KHz的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)，第一受控開關(guān)器件Ql導(dǎo)通，第四受控開關(guān)器件Q4被20KHz的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)，第四受控開關(guān)器件Q4導(dǎo)通，第一開受控關(guān)器件Ql和第四受控開關(guān)器件Q4同時(shí)導(dǎo)通。第六受控開關(guān)器件Q6被電網(wǎng)電壓為正時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電網(wǎng)電壓為正時(shí)，第六受控開關(guān)器件Q6 —直導(dǎo)通，所述第一受控開關(guān)器件Q1、第四受控開關(guān)器件Q4和第六受控開關(guān)器件Q6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)如圖6和圖7所示。這時(shí)太陽(yáng)能電池板的直流輸出端依次通過第一受控開關(guān)器件Q1、第一電感LI、電網(wǎng)、第二電感L2、第六受控開關(guān)器件Q6、第四受控開關(guān)器件Q4、再到太陽(yáng)能電池板直流輸入端構(gòu)成電流通路，如圖2所示。當(dāng)電網(wǎng)電壓仍位于正半周期時(shí)，也就是說(shuō)電網(wǎng)電壓為正時(shí)，第一受控開關(guān)器件Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)，第一受控開關(guān)器件Ql關(guān)斷，第四受控開關(guān)器件Q4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)，第四受控開關(guān)器件Q4關(guān)斷，第六受控開關(guān)器件Q6維持導(dǎo)通，這時(shí)電流依次通過第一電感LI、電網(wǎng)、第二電感L2、第六受控開關(guān)器件Q6、第五二極管D5再到電網(wǎng)構(gòu)成電流通路，如圖3所示。當(dāng)電網(wǎng)電壓位于負(fù)半周期時(shí)，也就是說(shuō)電網(wǎng)電壓為負(fù)時(shí)，第二受控開關(guān)器件Q2被 20KHz的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)，第二受控開關(guān)器件Q2導(dǎo)通，第三受控開關(guān)器件Q3被20KHz的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)，第三受控開關(guān)器件Q3導(dǎo)通，第二受控開關(guān)器件Q2和第三受控開關(guān)器件Q3同時(shí)導(dǎo)通。第五受控開關(guān)器件Q5被電網(wǎng)電壓為負(fù)時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電網(wǎng)電壓為負(fù)時(shí)，第五受控開關(guān)器件Q5 —直導(dǎo)通，所述第二受控開關(guān)器件Q2、第三受控開關(guān)器件Q3和第五受控開關(guān)器件Q5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)如圖8和圖9所示。這時(shí)太陽(yáng)能電池板直流輸出端依次通過第二受控開關(guān)器件Q2、第二電感L2、電網(wǎng)、第一電感LI、第五受控開關(guān)器件Q5、第三受控開關(guān)器件Q3、再到太陽(yáng)能電池板直流輸入端構(gòu)成電流通路，如圖4所示。當(dāng)電網(wǎng)電壓為仍位于負(fù)半周期時(shí)，也就是說(shuō)電網(wǎng)電壓為負(fù)時(shí)，第二受控開關(guān)器件Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)，第二受控開關(guān)器件Q2關(guān)斷，第三受控開關(guān)器件Q3的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)，第三受控開關(guān)器件Q3關(guān)斷，第五受控開關(guān)器件Q5維持導(dǎo)通，這時(shí)電流依次通過第二電感L2、電網(wǎng)或交流負(fù)載、第一電感LI、第五受控開關(guān)器件Q5、第六二極管D6再到電網(wǎng)構(gòu)成電流通路，如圖5所示。正常工作時(shí)并網(wǎng)電流仿真波形和電網(wǎng)仿真電壓波形如圖10所示。當(dāng)電網(wǎng)電壓位于正半周期，高頻開關(guān)在關(guān)斷時(shí)，電流通過第六受控開關(guān)器件Q6和第五二極管D5構(gòu)成回路；當(dāng)電網(wǎng)電壓位于負(fù)半周期，高頻開關(guān)在關(guān)斷時(shí)，電流通過第五受控開關(guān)器件Q5和第六二極管D6構(gòu)成回路；而且由于第一受控開關(guān)器件Q1、第二受控開關(guān)器件Q2、第三受控開關(guān)器件Q3、第四受控開關(guān)器件Q4均為同一型號(hào)開關(guān)，所以太陽(yáng)能電池板直流端不會(huì)產(chǎn)生高頻的電壓，從而抑制了共模電流，減小了 EMV問題，提高了轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)然，上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光伏發(fā)電用逆變電路裝置，包括直流電路模塊(I)和逆變電路模塊兩部分(2 )， 其中直流電路模塊(I)包括太陽(yáng)能電池板和并聯(lián)在太陽(yáng)能電池板輸出端線路上的直流電容 (C)，所述逆變電路模塊(2)包括六個(gè)受控開關(guān)器件，其中所述第一受控開關(guān)器件(Q1)、第五受控開關(guān)器件(Q5)、第三受控開關(guān)器件(Q3)串聯(lián)，第二受控開關(guān)器件(Q2)、第六受控開關(guān)器件(Q6)、第四受控開關(guān)器件(Q4)串聯(lián)，第一受控開關(guān)器件(Ql)上端接到直流電容(C)上端，第三受控開關(guān)器件 (Q3)下端接到直流電容(C)下端，第二受控開關(guān)器件(Q2)上端接到第一受控開關(guān)器件(Ql) 上端，第四受控開關(guān)器件(Q4)下端接到第三受控開關(guān)器件(Q3)下端，第三受控開關(guān)器件 (Q3)上端接到第四受控開關(guān)器件(Q4)上端；還包括第一、第二、第三、第四、第五和第六共六個(gè)二極管(Dl、D2、D3、D4、D5、D6)分別對(duì)應(yīng)反并聯(lián)于上述第一、第二、第三、第四、第五和第六這六個(gè)受控開關(guān)器件(Q1、Q2、Q3、Q4、 Q5、Q6)兩端；還包括第一電感(LI)和第二電感(L2)，所述第一電感(LI)的左端接到第一受控開關(guān)器件(Ql)的下端，第一電感(LI)的右端接到電網(wǎng)上端，第二電感(L2)的左端接到第二受控開關(guān)器件(Q2)的下端，第二電感(L2)的右端接到電網(wǎng)下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電用逆變電路裝置，其特征在于所述第一受控開關(guān)器件(Q1)、第二受控開關(guān)器件(Q2)、第三受控開關(guān)器件(Q3)、第四受控開關(guān)器件(Q4)采用相同型號(hào)的M0SFET，第五受控開關(guān)器件(Q5)和第六受控開關(guān)器件(Q6)采用相同型號(hào)的IGBT， 六個(gè)反并聯(lián)的二極管是六個(gè)受控開關(guān)器件的寄生二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電用逆變電路裝置，其特征在于所述第五二極管(D5) 和第六二極管(D6)是快恢復(fù)低導(dǎo)通壓降二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電用逆變電路裝置，其特征在于所述第一受控開關(guān)器件(Ql)和第四受控開關(guān)器件(Q4)為對(duì)稱開關(guān)，第二受控開關(guān)器件(Q2)和第三受控開關(guān)器件(Q3)為對(duì)稱開關(guān)，第五受控開關(guān)器件(Q5)和第六受控開關(guān)器件(Q6)是互補(bǔ)開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電用逆變電路裝置，其特征在于所述第一受控開關(guān)器件(Ql)和第四受控開關(guān)器件(Q4)是高頻開關(guān)，采用開關(guān)頻率為20KHZ，第二受控開關(guān)器件 (Q2)和第三受控開關(guān)器件(Q3)是高頻開關(guān)，采用開關(guān)頻率20KHz ;并且其中所述第一受控開關(guān)器件(Ql)和第四受控開關(guān)器件(Q4)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同一信號(hào)或者是作用效果相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二受控開關(guān)器件(Q2)和第三受控開關(guān)器件(Q3)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同一信號(hào)或者是作用效果相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；第五受控開關(guān)器件(Q5)和第六受控開關(guān)器件(Q6)為工頻開關(guān)， 采用電網(wǎng)頻率為50Hz或60Hz的開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏發(fā)電用逆變電路裝置，包括直流部分和逆變電路部分，直流部分包括太陽(yáng)能電池板和直流電容，逆變電路部分包括六個(gè)受控開關(guān)器件，其中第一、第五和第三受控開關(guān)器件串聯(lián)，第二、第六和第四受控開關(guān)器件串聯(lián)，第一受控開關(guān)器件上端接直流電容上端，第三受控開關(guān)器件下端接直流電容下端，第二受控開關(guān)器件上端接第一受控開關(guān)器件上端，第四受控開關(guān)器件下端接第三受控開關(guān)器件下端，第三受控開關(guān)器件上端接第四受控開關(guān)器件上端；還包括六個(gè)二極管分別反并聯(lián)于六個(gè)受控開關(guān)器件兩端；還包括連接第一受控開關(guān)器件和電網(wǎng)的第一電感和連接第二受控開關(guān)器件和電網(wǎng)的第二電感。本發(fā)明抑制了共模電流，減小了EMV問題，提高了轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H02M7/48GK102611344SQ20121007503
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者薛振宇 申請(qǐng)人:蘇州歐姆尼克新能源科技有限公司