专利名称：一种高效率光伏逆变器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能发电技术领域，尤其涉及一种高效率光伏逆变器。
背景技术：
太阳能光伏发电系统是通过太阳能电池吸收阳光，将太阳的光能直接变成电能输 出。光伏发电系统(以下简称光伏系统)的主流发展趋势是并网光伏发电系统。太阳能电 池发电是直流电压，必须通过逆变装置变换成交流，再同电网的交流电合起来使用，这种形 态的光伏系统就是并网光伏系统。光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主 要用于调峰电站和屋顶光伏系统。逆变器也称逆变电源，是将直流电能转变成交流电能的 变流装置，是太阳能发电中一个重要部件。对于传统电力电子装置的设计，我们通常通过每千瓦多少钱来衡量其性价比，对 光伏逆变器而言，对最大效率的追求是第二位的，欧洲效率的最大化才是最重要的。因为对 光伏逆变器而言，不仅最大输出功率的增加可以转化为经济效益，欧洲效率的提高同样可 以，而且更加明显。欧洲效率的定义不同于我们通常所说的平均效率或最高效率。它充分 考虑了太阳光强度的变化，更加准确的描述了逆变器的性能。欧洲效率是用不同负载情况 下的效率按照不同比重累加得到的，其中半载的效率占其最大部分。
图1是现有技术所使用的光伏逆变器的结构示意图。现有技术中使用的逆变器的 主电路，按其拓扑结构分类，主要有推挽逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器。如图1所示， 该逆变器由升压电路(DC-DC)和后级电路(DC-AC)组成，其中该升压电路与光伏阵列连接， 用于将太阳能电池板输出的额定直流电压升压至400V左右。升压电路，或称Boost电路由 开关管Q，二极管D，电感L，电容Cdc组成。通过控制开关管Q的通断将太阳能发电系统输 出的直流电压Upv升压到Udc。该Boost电路工作时，当开关管Q导通时，二极管D反偏，输 出级隔离，由输入端向电感L供应能量。当开关管Q断开时，输出级吸收来自电感L和输入 端的能量。当开关管Q持续不停地被导通或断开时，该电路会产生一个直流输出电压Upv, 而直流输入电压Udc的比由功率管Q开关时间的比决定。输出电压Upv与输入电压Udc的
关系式为1-1—=' (I-D) ^ilc其中D为斩波电路的占空比，D = ton/T，ton为开关导通时
9
间，T为开关导通周期。后级电路是由绝缘栅双极性晶体管(IGBT)为主开关器件的单相全桥逆变器主电 路图，其中L2为交流输出电感，Cdc为直流侧支撑电容，也即前级Boost电路的输出电容， V1-V4是主开关管IGBT，对四个开关管进行PWM控制可以调节逆变器输出电流与网压保持 同相位，达到输出功率因数为1的目的。开关管IGBT的非线性特性使得导通压降在大负载 情况下，仍然可以保持导通较低值，导通损耗不会随着较高的电流而增加。但对于光伏逆变 器而言，IGBT的这个特性反而成为了缺点。因为欧洲效率主要和逆变器不同轻载情况下效 率的加权值有关。在轻载的时，IGBT的导通压降并不会显著下降，这反而降低了逆变器的 欧洲效率。
因此为提高光伏逆变器的欧洲效率，仅仅降低额定负载时的损耗是不够的，必须 同时提高不同负载情况下的效率。欧洲效率主要是针对光伏逆变器提出来的，由于不同时 段太阳光强度是不同的，所以光伏逆变器其实不是一直工作在额定效率下，更多是工作在 轻载状况下，因此采用不同负载状况的加权值取得欧洲效率最为逆变器的效率。以光伏发 电每千瓦安装成本4000欧元为例，欧洲效率每提高1 %，就可以节约120欧元。因此提高欧 洲效率的经济效益是显而易见的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率光伏逆变器，该光伏逆变器能够有效提高欧洲 效率，降低整体成本。为实现上述发明目的，本发明提供一种光伏逆变器，包括前级升压电路和后极逆 变电路，该前级升压电路由电容、电感、开关管和二极管组成，该后极逆变电路是由四个开 关管和电感组成的全桥电路；其特征在于，该前级升压电路的开关管是MOSFET开关管，该 后极逆变电路的四个开关管分别组成上半桥和下半桥，该上半桥由IGBT开关管组成，该下 半桥由MOSFET开关管组成。更进一步地，该前级升压电路输出电压Upv与输入电压Udc的关系式为
权利要求
1.一种光伏逆变器，包括前级升压电路和后极逆变电路，所述前级升压电路由电容、电 感、开关管和二极管组成，所述后极逆变电路是由四个开关管和电感组成的全桥电路；其特 征在于，所述前级升压电路的开关管是MOSFET开关管，所述后极逆变电路的四个开关管分 别组成上半桥和下半桥，所述上半桥由IGBT开关管组成，所述下半桥由MOSFET开关管组 成。
2.如权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述前级升压电路输出电压Upv与 输入电压Udc的关系式为uPv = YJ^yUck其中D为斩波电路的占空比，D = ton/T,ton 为开关导通时间，T为开关导通周期。
全文摘要
本发明公开一种光伏逆变器，该光伏逆变器能有效提高欧洲效率，包括前级升压电路和后极逆变电路，该前级升压电路由电容、电感、开关管和二极管组成，该后极逆变电路是由四个开关管和电感组成的全桥电路；其特征在于，该前级升压电路的开关管是MOSFET开关管，该后极逆变电路的四个开关管分别组成上半桥和下半桥，该上半桥由IGBT开关管组成，该下半桥由MOSFET开关管组成。
文档编号H02M7/5387GK102130622SQ201110086189
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者尤志春 申请人:上海威特力焊接设备制造股份有限公司