[发明专利]逆变器共模干扰抑制电路

说明书

技术领域

本发明属于的电力变流领域，是抑制逆变器直流和交流侧之间共模干扰输出的一种电路，可以广泛应用于对共模电流抑制要求高的逆变器中，例如无变压器光伏并网逆变器等。

背景技术

有许多应用场合的逆变器，例如光伏并网逆变器，过去常采用带变压器的隔离型逆变器，然而，由于隔离变压器的存在降低了系统的效率，同时也增加了成本。为了克服上述变压器隔离型逆变器的不足，现在的趋势是采用无变压器的非隔离型逆变器。无变压器逆变器突出的优点是效率高，整体成本低。但无变压器的逆变器由于输入输出侧没有隔离，所以两侧之间容易出现共模漏电流。虽然有一些逆变拓扑从原理上是不存在共模干扰输出的，但由于现实中的元器件并不是理想的，不能完全理想的实现逆变开关时间、电压和电流控制等，所以这些拓扑也不同程度地有共模干扰的问题。共模干扰的存在不只影响了逆变器的电磁兼容性能，也为带来的使用安全的问题。

发明内容

本发明提出了一种电路，低成本、高效率的实现了对逆变器的共模干扰的抑制。

本发明采用的技术方案是：在交流输出侧两极之间串联两个电容(下文称这两个电容为中点电容，图1、图2、图3、图4、图5中的C3和C4)，它们的中点与直流电输入端之间连接电容(下文称此电容为共模电容，图1、图2、图4、图5中的C1和C2，图3中的C2)；两个中点电容的电容值相同；共模电容可以连接在两个中点电容的中点与直流输入的正极之间(图1、图2、图4、图5中的C1)，或者是在两个中点电容的中点与直流输入的负极之间(附图中的C2)，两个共模电容至少需要一个，或同时存在；当采用单共模电容时，需要在直流输入侧的真负极之间增加平波电容(图1、图3中的C0)；在由中点电容、共模电容和逆变电路(附图中的DC/AC模块)的组成回路内侧增加共模电抗器(图2、图5中的Z2，图3中的Z3)可以提高DC/AC电路的共模阻抗，从而降低共模噪声电流，减少共模噪声引起的损耗；在中点电容、共模电容和逆变电路(附图中的DC/AC模块)的回路外侧增加共模电抗器(图4中的Z1，图5中的Z4)可以降低整个系统的对外共模噪声，降低系统的EMI(电磁辐射)水平；共模电抗器可以放置在直流输入侧(图2、图5中的Z2，图4中的Z1)，也可以放置在交流输出侧(图5中的Z4，图3中的Z3)。

本发明的有益效果是：用很简单的电路、较低的成本实现了对逆变器共模干扰的抑制，降低了系统的EMI，并且抑制了非隔离逆变器输入输出侧之间的共模干扰，提高了非隔离逆变器的性能。

附图说明

本说明书有五个附图：

图1，采用本发明的逆变器示例一：无共模电抗器、双共模电容；

图2，采用本发明的逆变器示例二：直流侧共模电抗器内置、双共模电容；

图3，采用本发明的逆变器示例三：交流侧共模电抗器内置、单共模电容；

图4，采用本发明的逆变器示例四：直流侧共模电抗器外置、双共模电容；

图5，采用本发明的逆变器示例五：双共模电抗器、双共模电容。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5是使用本发明的逆变器的几个示例。这些示例中交流输出侧的两个中点电容电容量相同。当系统工作时，如逆变电路(附图中的DC/AC模块)在理想情况下，没有共模干扰输出，两个中点电容的中点对直流输入侧的电压保持恒定，即共模电容上的电压恒定；如果逆变电路不理想，逆变电路会有共模干扰输出，这时共模电容为共模干扰输出提供了一个阻抗小的通道，所以共模干扰对外输出就会变小；当在中点电容、共模电容和逆变电路的环路内侧增加共模电抗器(附图中的Z2和Z3)，这样就增加了逆变电路共模干扰的阻抗，从而减少了对外的共模干扰电流的同时，降低了共模干扰在共模电容上的环流，减小了共模损耗；当在中性点、共模电容和逆变电路的环路外侧增加共模电抗器(附图中的Z1和Z4)，这样就增加了共模干扰对外的共模阻抗，从而减少了对外的共模漏电流，提高了系统的电磁兼容性能。