专利名称：太阳能光伏并网逆变器的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能光伏发电技术领域，具体地说，涉及一种太阳能光伏 并网逆变器。
背景技术：
随着常规能源枯竭、环境问题日益严重，光〗;^电作为一项新兴清洁能 源产业M十，速，每年以30%的增幅增长。近些年来各个国家^出了 各自的太阳能M计划和辅助政策，例如美国、日本、德国、法国等各自提 出的"近十年计划"的十万、百万光伏屋顶发电系统，在这些系统实施中，国 家嘲5^供一些资金支持，减轻光^^电用户的经济负担。国家的这些举措无
疑刺激了光Y嫂电产业飞i4^。随着中国经济的M和环境改善力度的提 升，光伏发电在全国的推广使用也是大势所趋，特别是近几年国内多家大型 太阳电池研制生产厂家的踊跃出现，促进了我国的光伏产业链逐渐形成，相 关的国家政策也不断的出台和完善。
光伏并网逆变器是太阳电池发电与电网连接的桥梁，是光^J^电并网系 统用户必备的设备之一，主要完成太阳电池的最大输出功率点的3P宗、捕捉 电网电压和频率，使输出电流与电网电压同频同相、防孤岛效应。主要功能 才莫块一般包括前级电压匹配、最大功率点捕捉模块、功率因数调节模块、 电网检测、带有防孤岛效应的逆变并网控制模块、RS232、 CAN、 LCD显示 等。总体并网逆变器又分为隔离型和非隔离型两种。但一般并网逆变器存在 着整体效率不够高、母线电压不稳定等缺点。
发明内容
本发明的目的M服现有技术的不足，提供一种，效率更高、母线电 压稳定的太阳能光伏并网逆变器。
实现上述目的的技术方案是 一种太阳能光伏并网逆变器，包括升压电 路、逆变电路和滤波电路，升压电路与逆变电路电连接，逆变电路与滤波电 路电连接，其改进点在于所述升压电路包括微处理器、升压电路A和升压 电路B，升压电路A与升压电路B并联且两个电路的触发脉沖互差二分之一 开关周期，升压电路由微处理器产生互补脉沖来进行双升压电路变换控制； 所述逆变电路采用全桥式，由开关管Q3、 Q4、 Q5、 Q6及其周边电路构成， 且在逆变集成芯片的控制下，同一旨上的Q3、 Q4高频交替通断，另一桥 臂上的Q5、 Q6在二分之一周期后与Q3、 Q4桥臂互补工作；所述升压电路与主控制单元电连接，逆变电路与主控制单元电连接，且升压电路与逆变电 膝t间通过主控制单元进行协调控制。
所述升压电路A中的电感L1的一端连4妾电源正输入端，电感L1的另一 端连接场效应管Ql的一端且连4妄二敗管Dl的正端，场效应管Ql的另一端 连接电源负输入端，^f及管Dl的负端与逆变电路的输入端连接；所述升压电 路B中的电感L2的一端连接电源正输入端，电感L2的另一端连接场效应管 Q2的一端且连接^f及管D2的正端，场效应管Q2的另一端连接电源负输入 端，二极管D2的负端与逆变电路的输入端连接。
所述逆变电路包括开关管Q3、 Q4、 Q5、 Q6以及^^^及管D3、 D4、 D5、 D6，其中二〖及管D3与开关管Q3并联，二极管D4与开关管Q4并联，二4及 管D5与开关管Q5并联，二极管D6与开关管Q6并联，且开关管Q3和二 极管D3的并联电路与开关管Q4和二极管D4的并联电路串联后，再与由开后的电路并i:。 ^ ' —' "
所述滤波电路包括电感L3、 L4以及电容C,滤波电路的输入端与逆变 电路的输出端连接。
所iii控制单元采用的控制器可以为数字信号处理器也可以为单片枳威 其它微处理器。
本发明采用上述技术方案后，由于两路升压电路互补工作，分别进行两 支路的最大功率点跟踪(MPPT)控制，而当太阳能并网逆变器直《uir入电 压高于一定值时，升压电路不工作，因而使得太阳能并网逆变器的，效率 更高，同时，又由于在升压电路工作时，升压电路的互补工作可以减小母线 电压波动，因而母线电压稳定。
图1为本发明的实施例才医图； 图2为本发明的实施例原理框图； 图3为本发明的实施例电路结构图； 图4为本发明的升压电路1的电路图； 图5为本^发明的升压电路1的开关管的动作方式图； 图6为本发明的逆变电路2的电流控制原理图； 图7为逆变电路2的逆变开关管的配置方式图。
具体实施例方式
下面结合附图给出的实施例，对本发明的技术内容作进一步的详细描述。 参照图1、 3、 4， 一种太阳能光伏并网逆变器，包括升压电路l、逆变电 路2和滤波电路3，升压电路l与逆变电路2电连接，逆变电路2与滤波电路3电连接，所述升压电路l包括微处理器1-1、升压电路A和升压电路B， 升压电路A与升压电路B并联且两个电路的触发脉沖互差二分之一开关周 期，升压电路1由微处理器1-1产生互补脉沖来进行双升压电路变换控制， 所述逆变电路2采用全桥式，由开关管Q3、 Q4、 Q5、 Q6及其周边电路构成， 且在逆变集成芯片2-1的控制下，同一桥臂上的Q3、 Q4高频交替通断，另 一桥臂上的Q5、 Q6在二分之一周期后与Q3、 Q4桥臂互补工作，所述升压 电路1与主控制单元4电连接，逆变电路2与主控制单元4电连接，且升压 电路1与逆变电路2之间通过主控制单元4进行协调控制。
在使用的时候，升压电路A输入端接到太阳能电池板1，升压电路B输 入端接到太阳能电池板2，而滤波电路3输出端接至电网。逆变集成芯片控 制逆变并网，主控制单元进行系统的协调并实现MPPT、 LCD、通讯及故障 保护等。升压电路1中的微处理器1-1可实现双重升压电路DC/DC变换控制 母线电压。本实施例中所用的樣支处理器1-1为TI2407数字信号处理器，也可 以使用8XC196MC等。
参见图3、 4、 5,所述升压电路A中的电感Ll的一端连4妻电源正输^入 端，电感Ll的另一端连接场效应管Ql的一端且连"t妾二fe管Dl的正端，场 效应管Q1的另一端连接电源负输入端，^4 l管Dl的负端与逆变电路2的输 入端连接；所述升压电路B中的电感L2的一端连接电源正输入端，电感L2 的另一端连接场效应管Q2的一端且连接二〖及管D2的正端，场效应管Q2的 另一端连接电源负输入端，二f及管D2的负端与逆变电路2的输入端连接。
参见图2、 3、前级DC/DC变换由微处理器1-1进行控制。
参见图5，其中DC/DC是双升压变换结构，其输入电压和输出电压的关 系与单重升压变换器输入电压和输出电压的关系相同。双升压变4议由两个 触发脉沖互差1/2开关周期的单重升压电路并联组成，当两个单重升压电路 的输入电压相叠加后，电压值峰谷相错而合成较平滑的输入总电压，此电压 的平均值是每个单重升压电路电压平均值的2倍，电压谐波频率也是单重升 压电路的2倍，然而电压脉动幅值却降低到单重升压电路的1/2倍。由此可 见，升压电路的双重化可以有效地减小输出电压的谐波，减小直流母线电压 的波动量，因而母线电压稳定，从而为后级更好的减小逆变输出电流的谐波 打下了基础。两路分开可以有两路太阳能电池输入分别进行MPPT控制(参 见图3)，而当太阳能并网逆变器直^l命入电压高于一定值时，升压电路不工 作，使得太阳能并网逆变器的M效率更高，同时并联的两个升压电a可 以互为备用，若其中的一i^发生故障，另一路可以继续运行，使得太阳能并 网逆变器的可靠性得以提高。
参见图6,所述逆变电路2包括开关管Q3、 Q4、 Q5、 Q6以及J^及管D3、 D4、 D5、 D6,其中二4及管D3与开关管Q3并联，二f及管D4与开关管 Q4并联，_=^及管D5与开关管Q5并联，二极管D6与开关管Q6并联，且开 关管Q3和二极管D3的并联电路与开关管Q4和二极管D4的并联电路串联 后，再与由开关管Q5和二4及管D5的并联电路与开关管Q6和二玟管D6的 并联电路串联后的电路并联。
DC/AC逆变的控制原理图如图6所示。DC/AC逆变的主要功能是使输 出的电流与电网电压同频，实现单位功率因iyflt出，同时电流的谐波要小于 5%，因此电流的闭环控制是DC/AC变换控制中的中心环节。本发明采用的 是基于电网电压前馈的瞬时电流控制，由逆变集成芯片2-l控制实现。本实 施例所使用的逆变集成芯片2-1为UC3854或UC3855或ML4821或ML4822 等。
由于双极性调制的输出电流变化率较大，对外界的干扰较强，四个开关 管Q3、 Q4、 Q5、 Q6 4^呈高频动作损耗大，所以系统采用了单极性调制方式。 单极性调制有多种开关管动作配置方式， 一般采用是一桥臂的上、下两个功 率器件高频交替通断，另一桥臂50Hz互补动作，可知这种驱动方式有两个 开关管处于高频动作状态。为了进一步的减小开关损耗，本实施例采用一种 单管高频动作的开关管配置方式，动作方式见图7。
参见图3、 6,所述滤波电路3包括电感L3、 L4以及电容C。 参见图2、 3,主控制单元4是系统控制的核心，进行DC/DC和DC/AC 之间的协调、保护、通讯及LCD显示等。主控制单元4采用的控制器可以 为数字信号处理器也可以为单片机或其它微处理器，本实施例中使用了单片 机MEG16。
权利要求
1、一种太阳能光伏并网逆变器，包括升压电路(1)、逆变电路(2)和滤波电路(3)，升压电路(1)与逆变电路(2)电连接，逆变电路(2)与滤波电路(3)电连接，其特征在于所述升压电路(1)包括微处理器(1-1)、升压电路A和升压电路B，升压电路A与升压电路B并联且两个电路的触发脉冲互差二分之一开关周期，升压电路(1)由微处理器(1-1)产生互补脉冲来进行双升压电路变换控制；所述逆变电路(2)采用全桥式，由开关管Q3、Q4、Q5、Q6及其周边电路构成，且在逆变集成芯片(2-1)的控制下，同一桥臂上的Q3、Q4高频交替通断，另一桥臂上的Q5、Q6在二分之一周期后与Q3、Q4桥臂互补工作；所述升压电路(1)与主控制单元(4)电连接，逆变电路(2)与主控制单元(4)电连接，且升压电路(1)与逆变电路(2)之间通过主控制单元(4)进行协调控制。
2、 根据权利要求1所述的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于所述升 压电路A中的电感L1的一端连接电源正输入端，电感L1的另一端连接场效 应管Ql的一端且连接^l管Dl的正端，场效应管Ql的另一端连接电源负 输入端，^f及管Dl的负端与逆变电路(2)的输入端连接；所述升压电路B 中的电感L2的一端连接电源正输入端，电感L2的另一端连接场效应管Q2 的一端且连接二f及管D2的正端，场效应管Q2的另一端连接电源负输入端， 二极管D2的负端与逆变电路(2 )的输入端连接。
3、 根据权利要求1或2所述的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于所 述逆变电路(2)包括开关管Q3、 Q4、 Q5、 Q6以及二fe管D3、 D4、 D5、 D6，其中二极管D3与开关管Q3并联，二极管D4与开关管Q4并联，J^及 管D5与开关管Q5并联，^f及管D6与开关管Q6并联，且开关管Q3和二 极管D3的并联电路与开关管Q4和二极管D4的并联电路串联后，再与由开 关管Q5和二极管D5的并联电路与开关管Q6和二极管D6的并联电路串联 后的电路并联。
4、 根据权利要求3所述的太阳能光伏并网逆变器，其特征在于所述滤 波电路(3)包括电感L3、 L4以及电容C，滤波电路(3)的输入端与逆变 电路(2)的输出端连接。
5、 根据权利要求4所述的太阳能光伏并网逆变器母线控制装置，其特征 在于所述主控制单元(4)采用的控制器可以为数字信号处理器也可以为单 片机或其它微处理器。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能光伏并网逆变器，包括升压电路、逆变电路和滤波电路，升压电路与逆变电路电连接，逆变电路与滤波电路电连接，所述升压电路包括微处理器、升压电路A和升压电路B，升压电路A与升压电路B并联且两个电路的触发脉冲互差二分之一开关周期，升压电路通过微处理器来进行双升压电路变换控制，所述逆变电路采用全桥式，由开关管Q3、Q4、Q5、Q6及其周边电路构成，且在逆变集成芯片的控制下，同一桥臂上的Q3、Q4高频交替通断，另一桥臂上的Q5、Q6在二分之一周期后与Q3、Q4桥臂互补工作，升压电路与逆变电路之间通过主控制单元进行协调控制。本发明具有整体效率高、母线电压稳定的优点。
文档编号H02M7/48GK101304221SQ200810122678
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月19日 优先权日2008年6月19日
发明者力 贡 申请人:江苏津恒能源科技有限公司