一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構的製作方法
2024-02-11 05:30:15
專利名稱：一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子技術領域，具體地說是一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構。
背景技術：
近年來，太陽能由於具有眾多的環保和經濟方面的好處以及久經驗證的可靠性，因而成為一種主要的再生能源形態。常規的光伏併網發電系統的主要功能是完成光伏陣列的併網發電控制，即將光伏陣列的直流電能轉換為與電網同頻同相的交流電能饋送給電網。光伏陣列在光伏併網發電的同時還可以對電網中的無功和諧波進行補償或抑制，進而 提高電網供電質量和能力，並減少線路損耗，該系統的使用可以節省相應設備的投資，拓寬了光伏併網發電的應用範圍，具有廣闊的發展前景。對於中小功率的單向無變壓器型併網光伏逆變器，無功補償往往採用雙極性調製的全橋電路來實現。但雙極性調製的全橋電路存在開關損耗大、濾波電感大，效率低的缺點。因此設計一種能夠提高效率的具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構是至關重要的。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供了一種能夠提高效率的具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構。為了達到上述目的，本實用新型設計了一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構，包括功率開關管SI、功率開關管S2、功率開關管S3、功率開關管S4、功率開關管S5、功率開關管S6、濾波電感LI和濾波電感L2，其特徵在於功率開關管SI的集電極與功率開關管S3的集電極連接後與直流DC的正極連接；功率二極體Dl的陰極分三路分別與功率開關管SI的發射極、功率開關管S5的集電極以及濾波電感LI的一端連接，濾波電感LI的另一端與濾波電容C的一端連接，功率二極體Dl的陽極分兩路分別與功率開關管S6的發射極以及功率開關管S4的集電極連接；功率二極體D2的陰極分三路分別與功率開關管S3的發射極、功率開關管S6的集電極以及濾波電感L2的一端連接，濾波電感L2的另一端與濾波電容C的另一端連接，功率二極體D2的陽極分兩路分別與功率開關管S5的發射極以及功率開關管S2的集電極連接；功率開關管S2的發射極與功率開關管S4的發射極連接後與直流DC的負極連接。本實用新型同現有技術相比，採用改良的H6單相逆變全橋單極性調製實現光伏逆變器無功補償，使開關損耗得到減小，效率得到提高，從而降低了成本。
圖I為本實用新型的驅動信號圖。[0009]圖2為本實用新型的結構示意圖。圖3為本實用新型在tl_t2時刻，功率開關管SI、功率開關管S4和功率開關管S6開通時的電流迴路圖。圖4為本實用新型在tl-t2時刻，功率開關管SI和功率開關管S4關斷，功率開關管S6開通時的電流迴路圖。圖5為本實用新型在t3_t4時刻，功率開關管S2、功率開關管S3和功率開關管S5開通時的電流迴路圖。圖6為本實用新型在t3_t4時刻，功率開關管S2和功率開關管S3關斷，功率開關管S5開通時的電流迴路圖。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型做進一步描述。參見圖2，本實用新型設計了一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構，包括功率開關管SI、功率開關管S2、功率開關管S3、功率開關管S4、功率開關管S5、功率開關管S6、濾波電感LI和濾波電感L2。功率開關管SI的集電極與功率開關管S3的集電極連接後與直流DC的正極連接；功率二極體Dl的陰極分三路分別與功率開關管SI的發射極、功率開關管S5的集電極以及濾波電感LI的一端連接，濾波電感LI的另一端與濾波電容C的一端連接，功率二極體Dl的陽極分兩路分別與功率開關管S6的發射極以及功率開關管S4的集電極連接；功率二極體D2的陰極分三路分別與功率開關管S3的發射極、功率開關管S6的集電極以及濾波電感L2的一端連接，濾波電感L2的另一端與濾波電容C的另一端連接，功率二極體D2的陽極分兩路分別與功率開關管S5的發射極以及功率開關管S2的集電極連接；功率開關管S2的發射極與功率開關管S4的發射極連接後與直流DC的負極連接。參見圖1，本實用新型在工作時，依次完成如下步驟並不斷循環步驟I,在tO-tl時，功率開關管SI、功率開關管S6和功率開關管S4以頻率為19. 2KHz的高頻脈衝寬度調製PWM切換且功率開關管SI、功率開關管S6和功率開關管S4的動作相同，功率開關管S2、功率開關管S3和功率開關管S5關斷。步驟2，在tl_t2時，功率開關管SI和功率開關管S4以相同的頻率為19. 2KHz的高頻脈衝寬度調製PWM信號切換，功率開關管S6開通，功率開關管S2、功率開關管S3和功率開關管S5關斷。參見圖3，當功率開關管SI、功率開關管S4和功率開關管S6開通時，由直流DC、功率開關管SI、濾波電感LI、濾波電容C、濾波電感L2、功率開關管S6和功率開關管S4形成電流迴路。參見圖4，當功率開關管SI和功率開關管S4關斷，功率開關管S6開通時，由濾波電感LI、濾波電容C、濾波電感L2、功率開關管S6和功率二極體Dl形成電流迴路。步驟3，在t2_t3時，功率開關管S2、功率開關管S5和功率開關管S3以頻率為
19.2KHz的高頻脈衝寬度調製PWM切換且功率開關管S2、功率開關管S5和功率開關管S3的動作相同，功率開關管SI、功率開關管S4和功率開關管S6關斷。步驟4，在t3_t4時，功率開關管S2和功率開關管S3以相同的頻率為19. 2KHz的高頻脈衝寬度調製PWM信號切換，功率開關管S5開通，功率開關管SI、功率開關管S4和功率開關管S6關斷。參見圖5，當功率開關管S2、功率開關管S3和功率開關管S5開通時，直流DC、功率開關管S3、濾波電感L2、濾波電容C、濾波電感LI、功率開關管S5和功率開關管S2形成電流迴路。參見圖6，當功率開關管S2和功率開關管S3關斷，功率開關管S5開通時，由濾波電感L2、濾波電容C、濾波電感LI、和功率二極體D2形成電流迴路。本實用新型中，功率開關管S5與功率二極體D2和功率開關管S6與功率二極體Dl構成交流芳路，可有效的減小共|旲漏電流。在聞頻開關管關斷時， 功率開關管S5與功率二極體D2或功率開關管S6與功率二極體Dl構成交流旁路，濾波電感輸入側對DC負的電壓為O. 5Vdc,而雙極性調製時，濾波電感輸入側對DC負電壓為Vdc，所以輸出電流的諧波較小。由於採用單極性調製方式，減少了功率開關管的開通個數，所以轉換效率較高，且能夠實現無功補償。
權利要求1.一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構，包括功率開關管Si、功率開關管S2、功率開關管S3、功率開關管S4、功率開關管S5、功率開關管S6、濾波電感LI和濾波電感L2，其特徵在於功率開關管SI的集電極與功率開關管S3的集電極連接後與直流DC的正極連接；功率二極體Dl的陰極分三路分別與功率開關管SI的發射極、功率開關管S5的集電極以及濾波電感LI的一端連接，濾波電感LI的另一端與濾波電容C的一端連接，功率二極體Dl的陽極分兩路分別與功率開關管S6的發射極以及功率開關管S4的集電極連接；功率二極體D2的陰極分三路分別與功率開關管S3的發射極、功率開關管S6的集電極以及濾波電感L2的一端連接，濾波電感L2的另一端與濾波電容C的另一端連接，功率二極體D2的陽極分兩路分別與功率開關管S5的發射極以及功率開關管S2的集電極連接；功率開關管S2的發射極與功率開關管S4的發射極連接後與直流DC的負極連接。
專利摘要本實用新型涉及電力電子技術領域，具體地說是一種具有無功補償功能的無變壓器型逆變器的電路結構，包括功率開關管S1、功率開關管S2、功率開關管S3、功率開關管S4、功率開關管S5、功率開關管S6、濾波電感L1和濾波電感L2，本實用新型同現有技術相比，採用改良的H6單相逆變全橋單極性調製實現光伏逆變器無功補償，使開關損耗得到減小，效率得到提高，從而降低了成本。
文檔編號H02J3/18GK202679270SQ20122026791
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者吳隆輝, 崔兵兵, 徐曉輝, 倪松, 倪凱豐, 韓啟偉, 胡守方 申請人:上海美科新能源股份有限公司