一種高效低輸出漏電流的逆變器的製作方法
2023-05-03 03:08:21
專利名稱：一種高效低輸出漏電流的逆變器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及逆變器，具體說是一種高效低輸出漏電流的逆變器。
背景技術：
逆變器尤其是光伏併網逆變器，是要高效地實現從直流到交流的能量轉換，同時也要求光伏併網逆變器輸出的漏電流應該保持在較低的水平。為了實現高的逆變效率，開始時，人們在傳統的H橋逆變電路結構的基礎上採用有限單極性調製，從而降低了半導體開關器件的損耗，但是其缺點是輸出漏電流較大，對人員和逆變系統的安全不利。之後，又有人提出H6、H5等逆變電路結構，解決了輸出漏電流大的問題，但是增加的開關器件也帶來了相應的損耗，效率無法進一步提高。
實用新型內容針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在於提供一種高效低輸出漏電流的逆變器，既有低的輸出漏電流，又能進一步地提高逆變器的效率。為達到以上目的，本實用新型採取的技術方案是—種高效低輸出漏電流的逆變器，其特徵在於，包括六個電晶體，兩個二極體，兩個濾波電感，其中第一、第三電晶體SI、S3的集電極與直流源的正極相連，第二、第四電晶體S2、S4的發射極與直流源的負極相連，第三電晶體S3的發射極與第四電晶體S4的集電極相連，第五電晶體S5的集電極與第一電晶體SI的發射極相連,第五電晶體S5的發射極與第二電晶體S2的集電極相連，第六電晶體S6的集電極與第五電晶體S5的發射極相連，第六電晶體S6的發射極與第二二極體D2的陽極相連，第二二極體D2的陰極與第三電晶體S3的發射極相連，第一二極體Dl的陰極與第五電晶體S5的集電極相連，第一二極體Dl的陽極與第四電晶體S4的集電極相連，第一濾波電感LI的一端與第四電晶體S4的集電極相連，另一端與電網的火線L相連，第二濾波電感L2的一端與第二電晶體S2的集電極相連，另一端與電網的中線N相連。在上述技術方案的基礎上，所述電晶體為三極體，或為絕緣柵雙極型功率管IGBT，或為金屬-氧化層-半導體-場效電晶體M0SFET。在上述技術方案的基礎上，在逆變的半個工頻周期內，第一電晶體SI和第四電晶體S4由高頻調製信號觸發控制，同時導通和關斷，第五電晶體S5則由工頻調製信號觸發控制，在此半個工頻周期內一直導通；[0018]當第一電晶體SI、第四電晶體S4和第五電晶體S5同時導通時，直流側輸出電流至交流側，當第一電晶體SI和第四電晶體S4同時關斷時，第五電晶體S5、第二濾波電感L2、交流側電網、第一濾波電感LI和第一二極體Dl構成續流迴路。在上述技術方案的基礎上，在逆變的另外半個工頻周期內，第二電晶體S2和第三電晶體S3由高頻調製信號觸發控制，同時導通和關斷，第六電晶體S6則由工頻調製信號觸發控制，在此半個工頻周期內一直導通；當第二電晶體S2、第三電晶體S3和第六電晶體S6同時導通時，直流側輸出電流至交流側，當第二電晶體S2和第三電晶體S3同時關斷時，第六電晶體S6、第二二極體D2、第一濾波電感LI、交流側電網和第二濾波電感L2構成續流迴路。在上述技術方案的基礎上，在直流源的正極和負極間設有直流儲能濾波電容C。本實用新型所述的高效低輸出漏電流的逆變器，與現有的逆變器技術相比，具有如下優點(I)減少了一個半導體開關器件的導通損耗；(2)逆變器輸出的共模電壓之和保持恆定，從而保證逆變器的輸出漏電流很低；(3)進一步地提高逆變器的效率。
本實用新型有如下附圖圖I是本實用新型的電路結構原理圖；圖2是本實用新型的在逆變的半個工頻周期內的輸出電流迴路；圖3是本實用新型的在逆變的半個工頻周期內的續流迴路；圖4是本實用新型的在逆變的另外半個工頻周期內的輸出電流迴路；圖5是本實用新型的在逆變的另外半個工頻周期內的續流迴路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。如圖I所示，本實用新型所述的高效低輸出漏電流的逆變器，主要元器件包括六個電晶體SI、S2、S3、S4、S5、S6，兩個二極體Dl、D2、兩個濾波電感LI、L2，其中第一、第三電晶體SI、S3的集電極與直流源的正極相連，第二、第四電晶體S2、S4的發射極與直流源的負極相連，第三電晶體S3的發射極與第四電晶體S4的集電極相連，第五電晶體S5的集電極與第一電晶體SI的發射極相連,第五電晶體S5的發射極與第二電晶體S2的集電極相連，第六電晶體S6的集電極與第五電晶體S5的發射極相連，第六電晶體S6的發射極與第二二極體D2的陽極相連，第二二極體D2的陰極與第三電晶體S3的發射極相連，第一二極體Dl的陰極與第五電晶體S5的集電極相連，第一二極體Dl的陽極與第四電晶體S4的集電極相連，[0042]第一濾波電感LI的 一端與第四電晶體S4的集電極相連，另一端與電網的火線L相連，第二濾波電感L2的一端與第二電晶體S2的集電極相連，另一端與電網的中線N相連。在上述技術方案的基礎上，所述電晶體為三極體，或為絕緣柵雙極型功率管IGBT，或為金屬-氧化層-半導體-場效電晶體M0SFET。圖I所示實施例中使用的為三極體，圖2 5所示實施例中使用的為IGBT，其反並聯二極體為IGBT內部自帶的。在上述技術方案的基礎上，在逆變的半個工頻周期內，第一電晶體SI和第四電晶體S4由高頻調製信號觸發控制，同時導通和關斷，第五電晶體S5則由工頻調製信號觸發控制，在此半個工頻周期內一直導通；當第一電晶體SI、第四電晶體S4和第五電晶體S5同時導通時，直流側輸出電流至交流側，參見圖2，當第一電晶體SI和第四電晶體S4同時關斷時，第五電晶體S5、第二濾波電感L2、交流側電網、第一濾波電感LI和第一二極體Dl構成續流迴路，參見圖3。在上述技術方案的基礎上，在逆變的另外半個工頻周期內，第二電晶體S2和第三電晶體S3由高頻調製信號觸發控制，同時導通和關斷，第六電晶體S6則由工頻調製信號觸發控制，在此半個工頻周期內一直導通；當第二電晶體S2、第三電晶體S3和第六電晶體S6同時導通時，直流側輸出電流至交流側，參見圖4，當第二電晶體S2和第三電晶體S3同時關斷時，第六電晶體S6、第二二極體D2、第一濾波電感LI、交流側電網和第二濾波電感L2構成續流迴路，參見圖5。在上述技術方案的基礎上，在直流源的正極和負極間設有直流儲能濾波電容C，該電容起到降低輸入電壓紋波的作用。以下為本實用新型的一個具體實施例本實施例中的高效低輸出漏電流的逆變器包括六個IGBT S1、S2、S3、S4、S5、S6，兩個二極體Dl、D2、兩個濾波電感LI、L2。所述的一種高效低輸出漏電流的逆變器技術，在逆變的半個工頻周期內，第一IGBT SI和第四IGBT S4由高頻調製信號觸發控制，同時導通和關斷，第五IGBT S5則由工頻調製信號觸發控制，在此半個工頻周期內一直導通；當第一 IGBT SI、第四IGBT S4和第五IGBT S5同時導通時，直流側輸出電流至交流側，當第一 IGBT SI和第四IGBT S4同時關斷時，第五IGBT S5、第二濾波電感L2、交流側電網、第一濾波電感LI和第一二極體Dl構成續流迴路。所述的一種高效低輸出漏電流的逆變器技術，在逆變的另外半個工頻周期內，第二 IGBT S2和第三IGBT S3由高頻調製信號觸發控制，同時導通和關斷，第六IGBT S6則由工頻調製信號觸發控制，在此半個工頻周期內一直導通；當第二 IGBT S2、第三IGBT S3和第六IGBT S6同時導通時，直流側輸出電流至交流側，當第二 IGBT S2和第三IGBT S3同時關斷時，第六IGBT S6、第二二極體D2、第一濾波電感LI、交流側電網和第二濾波電感L2構成續流迴路。上述實施例僅僅是為了說明本實用新型而做的一種具體舉例，本實用新型的保護範圍包括那些對於本領域的普通技術人員來說顯而易見的變換或替代或改型。本說明書 中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種高效低輸出漏電流的逆變器，其特徵在於，包括六個電晶體，兩個二極體，兩個濾波電感，其中 第一、第三電晶體SI、S3的集電極與直流源的正極相連， 第二、第四電晶體S2、S4的發射極與直流源的負極相連， 第三電晶體S3的發射極與第四電晶體S4的集電極相連， 第五電晶體S5的集電極與第一電晶體SI的發射極相連，第五電晶體S5的發射極與第_電晶體S2的集電極相連， 第六電晶體S6的集電極與第五電晶體S5的發射極相連，第六電晶體S6的發射極與第二二極體D2的陽極相連，第二二極體D2的陰極與第三電晶體S3的發射極相連， 第一二極體Dl的陰極與第五電晶體S5的集電極相連，第一二極體Dl的陽極與第四電晶體S4的集電極相連， 第一濾波電感LI的一端與第四電晶體S4的集電極相連，另一端與電網的火線L相連， 第二濾波電感L2的一端與第二電晶體S2的集電極相連，另一端與電網的中線N相連。
2.如權利要求I所述的高效低輸出漏電流的逆變器，其特徵在於所述電晶體為三極體，或為絕緣柵雙極型功率管IGBT，或為金屬-氧化層-半導體-場效電晶體MOSFET。
3.如權利要求I或2所述的高效低輸出漏電流的逆變器，其特徵在於在直流源的正極和負極間設有直流儲能濾波電容C。
專利摘要本實用新型涉及逆變器，具體說是一種高效低輸出漏電流的逆變器，其電路結構包括六個電晶體，兩個二極體、兩個濾波電感，在逆變的半個工頻周期內，所述電路結構中的第一電晶體和第四電晶體由高頻調製信號觸發控制，第五電晶體由工頻調製信號觸發控制；在逆變的另外半個工頻周期內，所述電路結構中的第二電晶體和第三電晶體由高頻調製信號觸發控制，第六電晶體由工頻調製信號觸發控制。本實用新型所述的高效低輸出漏電流的逆變器，減少了一個半導體開關器件的導通損耗；逆變器輸出的共模電壓之和保持恆定，從而保證逆變器的輸出漏電流很低；進一步地提高逆變器的效率。
文檔編號H02M7/537GK202364147SQ20112049366
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者蔣勁松, 陳建斌 申請人:合肥索維能源科技有限公司