[实用新型]双极性调制MOSFET全桥逆变电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及双极性调制MOSFET全桥逆变电路。

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：1、传统的中小功率单相全桥逆变器，如果采用单极性调制，则电磁干扰严重，共模电流较大；2、传统的中小功率单相全桥逆变器，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，主要表现在用于切换高频的开关管以及用于开关管关断而续流的二极管上。当前用于中小功率逆变电路的开关管主要有MOSET和IGBT两种，如果高频开关管使用MOSET，则因为制作工艺等方面的限制，MOSET的寄生二极管的反相恢复特性比较差，反而限制了开关频率和效率的提升，同时对电路带来一定的风险，如果使用IGBT并联快速恢复二极管，则因为IGBT本身的开关特性不如MOSET，所以其开关损耗会比MOSET要大。

发明内容

对上述所提到的双极性调制全桥逆变电路存在的问题，本实用新型的目的在于改进原电路的拓扑结构，选择性屏蔽MOSET的寄生二极管（屏蔽电路由关断损耗很小的二极管组成），使得全桥逆变电路能够采用MOSET作为高频开关器件，从而较好地利用MOSFET自身的优异性能，使得改进后的双极性调制型全桥逆变电路的效率显著提高。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种双极性调制MOSFET全桥逆变电路，它包括依次相电连接的辅助续流部分、周波逆变器部分、滤波部分，其中：

所述的辅助续流部分包括续流电路、阻断电路，所述的续流电路包括由多个第一二极管（VD5、VD6、VD7、VD8）组成的第一电桥，所述的第一电桥具有第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，所述的第一输入端、第二输入端电耦合至直流电源，所述的阻断电路包括设置于所述的续流电路与所述的周波逆变器部分之间的一对第二二极管（VD9、VD10）；

所述的周波逆变器部分包括由多个MOSFET（VT1、VT2、VT3、VT4）组成的第二电桥，所述的第二电桥具有第三输入端、第四输入端、第三输出端、第四输出端，所述的第三输入端、第四输入端分别通过其中一个所述的第二二极管（VD9、VD10）电耦合至直流电源，以使所述的第二电桥、一对第二二极管（VD9、VD10）形成所述的第一电桥的单向并联支路；

所述的滤波部分包括第一滤波电感（L1）、第二滤波电感（L2），所述的第一滤波电感（L1）电连接至所述的第二输出端、第三输出端，所述的第二滤波电感（L2）电连接至所述的第一输出端、第四输出端，以使所述的第一滤波电感（L1）、第二滤波电感（L2）之间形成交流输出端。

本实用新型的更进一步改进在于，所述的第一二极管（VD5、VD6、VD7、VD8）采用超快恢复二极管或碳化硅二极管。

本实用新型的更进一步改进在于，所述的第二二极管（VD9、VD10）采用肖特基二极管。

本实用新型的更进一步改进在于，所述的第一滤波电感（L1）、第二滤波电感（L2）具有相同的工作参数。

本实用新型的核心思想在于：高频开关管由开关性能良好和导通电阻较低的MOSFET组成；由高性能二极管组成的续流电路（该电路可以优化选择二极管的类型，如超快恢复二极管或碳化硅二极管）以及阻断电路（该电路由低压降，低电压的肖特基二极管组成）屏蔽MOSFET寄生二极管的工作。