[发明专利]无变压器并网逆变电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种无变压器的并网逆变电路。

背景技术

光伏并网系统中，由于光伏面板和地之间存在寄生电容，在光伏并网发电的过程中会有共模电流产生，增加了电磁辐射和安全隐患，为了设法抑制这种共模电流产生，主要有两种解决途径：一、采用工频或者高频变压器的隔离型光伏并网逆变器，这样能使市电和太阳能电池板系统有电气隔离，能避免电池板对大地之间产生的漏电流。二、采用能有效抑制共模电流大小的非隔离并网拓扑。

但是，采用变压器隔离的逆变电路存在以下缺点：若采用工频变压器，体积大、重量重且价格贵。若采用高频变压器，功率变换电路将被分成几级。控制比较复杂，效率比较低。

而一般的非隔离逆变拓扑存在几个方面的缺陷：

一、传统的单相全桥逆变器，如果采用双极性调制，虽然电磁干扰小，但是逆变器的转换效率低，

二、传统的单相全桥逆变器，如果采用单极性调制，则电磁干扰严重，共模电流较大。

发明内容

针对上述光伏并网发电过程中抑制共模电流产生所采用的技术方案存在的不足，本发明提供一种无变压器的并网逆变电路，该电路不仅极大地降低了共模电流，并且有效提高了工作效率。

实现本发明的技术方案是：

一种无变压器的并网逆变电路，所述电路包括与直流输入电源连接的高频调制模块、与市电连接的输出模块、分别与高频调制模块和输出模块连接的低频续流模块以及与高频调制模块和低频续流模块连接的钳位功能模块，其中：

所述的高频调制模块具有四个高频开关管，所述的低频续流模块具有两个低频开关管和两个快速恢复二极管，所述的钳位功能模块具有两个电容值相同的电容和两个钳位二极管，所述的输出模块具有两个电感值相同的电感，并且该两个电感分别连接在市电的零线端和火线端。

当所述的四个高频开关管和两个低频开关管分别采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)时，其中：

第一高频开关管的集电极和第四高频开关管的集电极连接并且同时与直流输入电源的正极连接，第二高频开关管的发射极和第三高频开关管的发射极连接并且同时与直流输入电源的负极连接，第四高频开关管的发射极与第三高频开关管的集电极连接；

第一低频开关管的集电极与第一高频开关管的发射极连接，第二低频开关管的发射极与第二高频开关管的集电极连接，第一低频开关管的发射极与第二低频开关管的集电极连接，第一快速恢复二极管的阴极与第一高频开关管的发射极与第一低频开关管的集电极连接端连接，第二快速恢复二极管的阳极与第二低频开关管的发射极与第二高频开关管的集电极连接端连接，第一快速恢复二极管的阳极与第二快速恢复二极管的阴极连接；

第一电容和第二电容串联连接同时连接在直流输入电源的正极和负极之间，第一电容两端电压与第二电容两端电压相等，分别为直流输入电压的一半；第一钳位二极管的阴极与第一高频开关管的发射极与第一低频开关管的集电极以及第一快速恢复二极管的阴极连接端连接，第二钳位二极管的阳极与第二低频开关管的发射极与第二高频开关管的集电极以及第二快速恢复二极管的阳极连接端连接，第一钳位二极管的阳极与第二钳位二极管的阴极连接同时与第一电容与第二电容连接端连接；

分别连接在市电的零线端和火线端的两个电感中的一个电感未与市电连接端与第一低频开关管的发射极与第二低频开关管的集电极连接端连接，另一个电感未与电网连接端与第一快速恢复二极管的阳极与第二快速恢复二极管的阴极连接端连接。

当所述的四个高频开关管和两个低频开关管分别采用功率场效应晶体管(MOSFET)时，其中：

第一高频开关管的漏极和第四高频开关管的漏极连接并且同时与直流输入电源的正极连接，第二高频开关管的源极和第三高频开关管的源极连接并且同时与直流输入电源的负极连接，第四高频开关管的源极与第三高频开关管的漏极连接；

第一低频开关管的漏极与第一高频开关管的源极连接，第二低频开关管的源极与第二高频开关管的漏极连接，第一低频开关管的源极与第二低频开关管的漏极连接，第一快速恢复二极管的阴极与第一高频开关管的源极与第一低频开关管的漏极连接端连接，第二快速恢复二极管的阳极与第二低频开关管的源极与第二高频开关管的漏极连接端连接，第一快速恢复二极管的阳极与第二快速恢复二极管的阴极连接；