[发明专利]一种高效的六开关单相并网变流器

说明书

本发明公开了一种高的效六开关单相并网变流器，包括串联组成第一桥臂的功率开关管Q3和功率开关管Q4，以及串联组成第二桥臂的功率开关管Q1和功率开关管Q2，第一桥臂和第二桥臂并联组成单相的逆变全桥，还包括串联组成转换支路的功率开关管Q6和功率开关管Q5，所述转换支路两端并联电容C后连接直流侧；所述逆变全桥的母线正端经电感Lr与转换支路的中点相连，母线负端连接转换支路的负极，所述逆变全桥的交流输出端经电感Lg连接电网侧；所述变流器采用直流侧电压电网侧电流双闭环控制系统。本发明实现进网电流的正弦控制，同时实现能量的双向流动，能够很好地抑制漏电流，开关损耗低，提高变换效率，实现高效变换。

技术领域

本发明涉及并网变流器领域，具体涉及一种高效的六开关单相并网变流器。

背景技术

单相并网变流器是新能源发电系统尤其是小容量光伏并网发电系统的核心部件，其主要功能是将光伏组件发出的直流电能通过变流器网侧电流直流侧电压的闭环SPWM控制策略变换成交流电能馈入电网，对单相并网发电系统的基本要求是高效可靠稳定的电能变换，当前单相并网变流器拓扑结构分成无变压器结构并网变流器和变压器隔离的并网变流器，前者具有系统体积小重量轻以及变换效率高等优点，后者具有直流侧和网侧电气隔离、消除光伏并网系统中的共模漏电流等特点，但因为增加的变压器无论是直流侧隔离还是工频隔离，都会降低系统变换效率，因此无隔离变压器的单相并网变流器成为当前的光伏并网发电领域的研究热点。

当前的无隔离变压器的拓扑结构主要有DC/DC+DC/AC两级式变换和单相全桥PWM变换两种类型，这两种拓扑结构中的并网逆变环节都存在系统漏电流抑制问题，解决漏电流问题的拓扑结构主要有直流侧旁路全桥拓扑、高效率可靠性逆变器拓扑(HighEfficiency Reliable Inverter Concept，HERIC)以及H5桥拓扑等结构，这些电路结构都是在单相PWM全桥基础上增加全控功率器件将全桥器件高频开关产生的共模电流旁路或通过合理控制增加的全控器件的开关方式，控制系统的共模电压为一常量，因此可以消除系统漏电流。以上的单相并网逆变器拓扑结构因为要实现抑制系统漏电流的高效变换，增加了电路结构的复杂程度，且功率器件的开关控制变得更加复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的六开关单相并网变流器，在实现抑制系统漏电流的前提下，能够实现能量的双向流动，而且系统开关损耗低、变换效率高。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高的效六开关单相并网变流器，包括串联组成第一桥臂的功率开关管Q3和功率开关管Q4，以及串联组成第二桥臂的功率开关管Q1和功率开关管Q2，第一桥臂和第二桥臂并联组成单相的逆变全桥，还包括串联组成转换支路的功率开关管Q6和功率开关管Q5，所述转换支路两端并联电容C后连接直流侧；所述逆变全桥的母线正端经电感Lr与转换支路的中点相连，母线负端连接转换支路的负极，所述逆变全桥的交流输出端经电感Lg连接电网侧；所述变流器采用直流侧电压电网侧电流双闭环控制系统。

本发明的进一步方案是，所述直流侧电压电网侧电流双闭环控制系统包括参考电压源、直流侧电压采样单元、电网侧电流采样单元、电网侧电压采样单元；参考电压源产生的参考电压和直流侧电压采样单元获取的直流侧电压反馈量Kvf的差值，经电压调节器运算得到直流信号，该直流信号与电网侧电压采样单元获取的电压采样信号经乘法器运算得到的正弦参考值作为电网侧电流基准量；该电网侧电流基准量与电网侧电流采样单元获取的网侧电流反馈值的差值，经电流调节器运算得到调制波形，该调制波形和锯齿型载波经比较器得到驱动功率开关管Q6和功率开关管Q5的SPWM信号；电网侧电压采样单元获取的电压采样信号还经过零比较器得到第一桥臂和第二桥臂的控制信号。

本发明与现有技术相比的优点在于：