專利名稱：一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路。
背景技術(shù)：
非隔離的光伏逆變器由于其效率高、重量輕、體積小的優(yōu)勢(shì)，非常適用于小功率戶型逆變器系統(tǒng)，但是由于省略了隔離元件，系統(tǒng)中可能出現(xiàn)較大的對(duì)地漏電流，不僅對(duì)系統(tǒng)的正常工作造成不利影響，更有可能對(duì)人體形成傷害，所以如何解決漏電流嚴(yán)重的問(wèn)題是非隔離逆變器研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。漏電流產(chǎn)生是由于平板結(jié)構(gòu)的光伏電池與外殼間較大的分布電容導(dǎo)致的，分布電容的大小與光伏電池的生產(chǎn)工藝、功率等級(jí)、尺寸大小以及外部環(huán)境有關(guān)，尤其是在雨后潮濕的情況下，此時(shí)光伏系統(tǒng)已經(jīng)正常工作，電池板表面附著的導(dǎo)電水膜將進(jìn)一步增大電容值。一般而言，晶體娃光伏電池的寄生電容在50_150nF/kWp之間，薄膜光伏電池則可達(dá)luF/kWp，當(dāng)然，薄膜光伏電池在使用時(shí)一般要求陰極接地使用。傳統(tǒng)全橋逆變電路只有在應(yīng)用雙極性調(diào)制時(shí)才能使共模漏電流滿足要求，使用單極性或單極性倍頻調(diào)制方式都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的共模漏電流問(wèn)題，無(wú)法正常工作。但是在電路中應(yīng)用雙極性調(diào)制，無(wú)論是在損耗特性，還是電流諧波特性上都遠(yuǎn)不如單極性調(diào)制方式。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路及方法，克服現(xiàn)有產(chǎn)品中使用單極性或單極性倍頻調(diào)制方式都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的共模漏電流問(wèn)題，無(wú)法正常工作的不足。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路，包括直流源，5個(gè)開(kāi)關(guān)器件和4個(gè)二極管，其中，直流源并聯(lián)連接濾波電容Cl，二極管D2的陽(yáng)極與直流源的正極之間串聯(lián)有電感LI，二極管Dl與直流源負(fù)極之間串聯(lián)連接電容C2 ;二極管Dl的陽(yáng)極連接直流源的正極，二極管Dl的陰極連接開(kāi)關(guān)器件S3的漏極，二極管D2的陰極連接二極管Dl的陰極，二極管D2的陽(yáng)極連接開(kāi)關(guān)器件S5的漏極，開(kāi)關(guān)器件S5的源極連接直流源的負(fù)極；開(kāi)關(guān)器件SI的漏極連接二極管Dl的陰極，開(kāi)關(guān)器件SI的源極與開(kāi)關(guān)器件S2的漏極連接于節(jié)點(diǎn)a，開(kāi)關(guān)器件S2的源極連接直流源的負(fù)極；開(kāi)關(guān)器件S3的漏極連接二極管Dl的陰極，開(kāi)關(guān)器件S3的源極與開(kāi)關(guān)器件S4的漏極連接節(jié)點(diǎn)b，開(kāi)關(guān)器件S4的源極連接直流源的負(fù)極；節(jié)點(diǎn)a連接電感Ldma,電感Ldma的串聯(lián)連接電感L·，電感Lcma連接并網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)b連接電感Ldmb,電感Ldmb的串聯(lián)連接電感LMb，電感Lanb連接并網(wǎng)，電感Ldma和電感Ldmb為差模電感Mdm，電感L_和電感Lcmb為共模電感Μ 。進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)器件SI由晶體管和二極管D3反并聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)器件S3由晶體管和二極管D4反并聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)器件SI晶體管的集電極連接二極管D3的陰極，開(kāi)關(guān)器件SI晶體管的發(fā)射極連接二極管D3的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)器件S3晶體管的集電極連接二極管D4的陰極，開(kāi)關(guān)器件S3晶體管的發(fā)射極連接二極管D4的陽(yáng)極。進(jìn)一步的，所述直流源的負(fù)極連接電阻Rab，電阻Rab分別連接電容Ca和電容Cb，電容Ca與電容Cb并聯(lián)，電容Ca連接電感L·，電容Cb連接電感Lanb。一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流方法，包括以下步驟I)電感LI與開(kāi)關(guān)器件S5構(gòu)成升壓電路，把直流源輸入的電壓變換到目標(biāo)直流母線電壓，為后面的逆變提供穩(wěn)定的電壓；2 )若直流源的電壓大于目標(biāo)母線電壓，則關(guān)掉升壓電路；3)開(kāi)關(guān)器件S1、開(kāi)關(guān)器件S2、開(kāi)關(guān)器件S3和開(kāi)關(guān)器件S4構(gòu)成全橋逆變，全橋逆變通過(guò)單極性調(diào)制；4)逆變輸出先經(jīng)過(guò)一個(gè)差模電感Mdm，差模電感Mdm的輸出連接一個(gè)共模電感Mcm，該共模電感與電容Ca、電容Cb和電阻Rab組合。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型提供的一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路及方法，共模電流對(duì)并網(wǎng)電流的影響較小，并網(wǎng)電流的THD (總諧波失真)保持3%以下。

下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是共模回路原理圖；圖2是共模諧振電路簡(jiǎn)化模型；圖3是單極性調(diào)制下共模電壓的基波分析；圖4是單極性調(diào)制下共模電壓的高頻諧波分析；圖5是共模電流抑制電路圖；圖6是共模回路等效模型圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示為共模電路原理圖，其中，Cpvg為光伏電池組件與地接點(diǎn)之間的雜散電容，與電池板安裝方式、氣候條件有關(guān)，由于其遠(yuǎn)大于其他雜散元件，對(duì)漏電流起主要作用；Cag> Cbg為橋臂中點(diǎn)與接地點(diǎn)之間的電容，主要表現(xiàn)為模塊與散熱器之間的安裝方式；Ra、Rb為濾波電感的等效串聯(lián)阻抗，在幾毫歐到幾十毫歐之間為系統(tǒng)接地點(diǎn)與實(shí)際大地間的連接阻抗，一般為1Ω 10Ω。諧振模型可進(jìn)一步簡(jiǎn)化如圖2所 示，其中，R為所有線路阻抗和接地阻抗的綜合，Cp為電池板對(duì)地分布電容。首先對(duì)模型中的共模電源進(jìn)行分析，單極性調(diào)制方式下，對(duì)共模電壓進(jìn)行FFT (快速傅里葉變換)分析，如圖3所示，由于共模電壓的正負(fù)半周對(duì)稱，所以基波為100Hz，并含有很大的直流成分；如圖4所示，高頻分析顯示，共模電壓主要成分集中在開(kāi)關(guān)頻率次的整數(shù)倍及其附近，其他頻率下的成分很小。對(duì)諧振模型進(jìn)行頻域分析，電路的傳遞函數(shù)和諧振頻率如式(I)、(2)所示
權(quán)利要求1.一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路，其包括直流源、5個(gè)開(kāi)關(guān)器件和4個(gè)二極管，其特征在于所述直流源并聯(lián)連接濾波電容Cl，二極管D2的陽(yáng)極與直流源的正極之間串聯(lián)有電感LI，二極管Dl與直流源負(fù)極之間串聯(lián)連接電容C2 ;二極管Dl的陽(yáng)極連接直流源的正極，二極管Dl的陰極連接開(kāi)關(guān)器件S3的漏極，二極管D2的陰極連接二極管Dl的陰極，二極管D2的陽(yáng)極連接開(kāi)關(guān)器件S5的漏極，開(kāi)關(guān)器件S5的源極連接直流源的負(fù)極；開(kāi)關(guān)器件SI的漏極連接二極管Dl的陰極，開(kāi)關(guān)器件SI的源極與開(kāi)關(guān)器件S2的漏極連接于節(jié)點(diǎn)a，開(kāi)關(guān)器件S2的源極連接直流源的負(fù)極；開(kāi)關(guān)器件S3的漏極連接二極管Dl的陰極， 開(kāi)關(guān)器件S3的源極與開(kāi)關(guān)器件S4的漏極連接節(jié)點(diǎn)b，開(kāi)關(guān)器件S4的源極連接直流源的負(fù)極；節(jié)點(diǎn)a連接電感Ldma,電感Ldma串聯(lián)連接電感L·,電感Laiia連接并網(wǎng)；節(jié)點(diǎn)b連接電感 Ldmb,電感Ldmb串聯(lián)連接電感L b，電感Lanb連接并網(wǎng)，電感Ldnia和電感Ldnib為差模電感Mdni,電感Lrana和電感Lanb為共模電感M 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路，其特征在于所述開(kāi)關(guān)器件SI由晶體管和二極管D3反并聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)器件S3由晶體管和二極管D4反并聯(lián)組成，開(kāi)關(guān)器件SI的晶體管的集電極連接二極管D3的陰極，開(kāi)關(guān)器件SI的晶體管的發(fā)射極連接二極管D3的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)器件S3的晶體管的集電極連接二極管D4的陰極，開(kāi)關(guān)器件S3 的晶體管的發(fā)射極連接二極管D4的陽(yáng)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路，其特征在于所述直流源的負(fù)極連接電阻Rab，電阻Rab分別連接電容Ca和電容Cb，電容Ca與電容Cb并聯(lián)，電容 Ca連接電感L·，電容Cb連接電感Lanb。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種抑制非隔離型逆變器共模漏電流電路，包括直流源，5個(gè)開(kāi)關(guān)器件和4個(gè)二極管，直流源并聯(lián)連接濾波電容C1，二極管D2的陽(yáng)極與直流源的正極之間串聯(lián)有電感L1，二極管D1與直流源負(fù)極之間串聯(lián)連接電容C2。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型共模電流對(duì)并網(wǎng)電流的影響較小，并網(wǎng)電流的THD(總諧波失真)保持3%以下。
文檔編號(hào)H02M1/32GK202889183SQ201220504318
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者張穎 申請(qǐng)人:北京京儀綠能電力系統(tǒng)工程有限公司