逆变器电路、逆变器及光伏系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电的技术领域，具体地，涉及一种逆变器电路、逆变器及光伏系统。尤其是，优选的涉及一种高压隔离微型逆变器。


背景技术：

2.随着人类工业的发展，化石能源的利用不断给环境带来各方面的压力，世界各国加快了对清洁新能源的开发利用，太阳能因具有清洁无害、分布广泛等特点，越来越受到人们的青睐。光伏发电也成为当今分布式新能源发电的热点。逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220v,50hz正弦波)的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
3.如图1所示的传统逆变器方案，光伏组件串联之后接到逆变器输入，输入经过boost升压达到母线需要的电压，之后经过h桥逆变器成交流电。
4.公开号为cn208241328u的中国实用新型专利文献公开了用于防止光伏组件pid效应的光伏逆变器电路，属于开关电源领域，所述光伏逆变器电路包括与光伏组件连接的dc/dc转换电路，以及一侧通过bus母线与dc/dc转换电路连接、另一侧与电网连接的dc/ac逆变电路，所述dc/dc转换电路，包括：连接pv组件正向输出端的开关k2，开关k2远离pv组件的另一端经二极管d2与bus母线中的电容c2的阴极相连，二极管d2的阴极与电感l2的阴极相连，电感l2的阳极与pv组件的反向输出端连接；还包括连接在pv组件正向输出端与bus母线中电容c1连接的开关k1、二极管d1以及电感l1。
5.针对上述中的相关技术，实用新型人认为传统方案在电网断开后，系统还存在高压，无法保证人身安全。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种逆变器电路、逆变器及光伏系统。
7.根据本实用新型提供的一种逆变器电路，包括开关电路、隔离电路和逆变电路；所述开关电路和待连光伏组件对应设置；
8.所述开关电路的第一输入端能够对应连接待连光伏组件的第一输出端；
9.所述开关电路的第二输入端能够对应连接待连光伏组件的第二输出端；
10.首个所述开关电路的第一输出端连接所述隔离电路的第一输入端；
11.相邻所述开关电路之间的第一输出端和第二输出端相互连接；
12.末尾所述开关电路的第二输出端连接所述隔离电路的第二输入端；
13.所述隔离电路的第一输出端连接所述逆变电路的第一输入端；
14.所述隔离电路的第二输出端连接所述逆变电路的第二输入端；
15.所述逆变电路的第一输出端和第二输出端能够连接待连电网。
16.优选的，所述开关电路包括关断电路；
17.所述关断电路包括第一电容c1、第一开关q1和第一二极管d1；
18.所述第一电容c1的一端为所述开关电路的第一输入端，且所述第一电容c1的一端连接所述第一二极管d1的负极；
19.所述第一二极管d1的负极为所述开关电路的第一输出端；
20.所述第一电容c1的另一端为所述开关电路的第二输入端，且所述第一电容c1的另一端连接所述第一开关q1的一端；
21.所述第一开关q1的另一端连接所述第一二极管d1的正极；
22.所述第一二极管d1的正极为所述开关电路的第二输出端。
23.优选的，所述开关电路包括buck电路；
24.所述buck电路的第一输入端为所述开关电路的第一输入端；
25.所述buck电路的第二输入端为所述开关电路的第二输入端；
26.所述buck电路的第一输出端为所述开关电路的第一输出端；
27.所述buck电路的第二输出端为所述开关电路的第二输出端。
28.优选的，所述buck电路包括第二电容c2、第三电容c3、第二开关q2、第二二极管d2和第一电感l1；
29.所述第二电容c2的一端为所述buck电路的第一输入端，且所述第二电容c2的一端分别连接所述第二二极管d2的负极和所述第三电容c3的一端；
30.所述第三电容c3的一端为所述buck电路的第一输出端；
31.所述第二电容c2的另一端为所述buck电路的第二输入端，且所述第二电容c2的另一端连接所述第二开关q2的一端；
32.所述第二开关q2的另一端分别连接所述第二二极管d2的正极和所述第一电感l1的一端；
33.所述第一电感l1的另一端连接所述第三电容c3的另一端；
34.所述第三电容c3的另一端为所述buck电路的第二输出端。
35.优选的，所述隔离电路包括第四电容c4和h桥隔离变压器电路；
36.所述第四电容c4的一端为所述隔离电路的第一输入端，且所述第四电容c4的一端连接所述h桥隔离变压器电路的第一输入端；
37.所述h桥隔离变压器电路的第一输出端为所述隔离电路的第一输出端；
38.所述第四电容c4的另一端为隔离电路的第二输入端，且所述第四电容c4的另一端连接所述h桥隔离变压器电路的第二输入端；
39.所述h桥隔离变压器电路的第二输出端为所述隔离电路的第二输出端。
40.优选的，所述h桥隔离变压器电路包括第七开关q7、第八开关q8、第九开关q9、第十开关q10、第十一开关q11、第十二开关q12、第十三开关q13、第十四开关q14和变压器t；
41.所述第七开关q7的一端为所述h桥隔离变压器电路的第一输入端，且所述第七开关q7的一端连接所述第八开关q8的一端；
42.所述第七开关q7的另一端分别连接所述变压器t的初级线圈第1端口和所述第九开关q9的一端；
43.所述第八开关q8的另一端分别连接所述变压器t的初级线圈第2端口和所述第十开关q10的一端；
44.所述第九开关q9的另一端为所述h桥隔离变压器电路的第二输入端，且所述第九开关q9的另一端连接所述第十开关q10的另一端；
45.所述变压器t的次级线圈第1端口分别连接所述第十二开关q12的一端和所述第十四开关q14的一端；
46.所述变压器t的次级线圈第2端口分别连接所述第十一开关q11的一端和所述第十三开关q13的一端；
47.所述第十一开关q11的另一端连接所述第十二开关q12的另一端，且所述第十二开关q12的另一端为所述h桥隔离变压器电路的第一输出端；
48.所述第十三开关q13的另一端连接所述第十四开关q14的另一端，且所述第十四开关q14的另一端为所述h桥隔离变压器电路的第二输出端。
49.优选的，所述逆变电路包括h桥电路；
50.所述h桥电路的第一输入端为所述逆变电路的第一输入端；
51.所述h桥电路的第二输入端为所述逆变电路的第二输入端；
52.所述h桥电路的第一输出端为所述逆变电路的第一输出端；
53.所述h桥电路的第二输出端为所述逆变电路的第二输出端。
54.优选的，所述h桥电路包括母线电容cbus、第三开关q3、第四开关q4、第五开关q5和第六开关q6和第二电感l2；
55.所述母线电容cbus的一端为所述h桥电路的第一输入端，且所述母线电容cbus的一端分别连接所述第三开关q3的一端和所述第四开关q4的一端；
56.所述第三开关q3的另一端分别连接所述第二电感l2的一端和所述第五开关q5的一端；
57.所述第二电感l2的另一端为所述h桥电路的第一输出端；
58.所述第四开关q4的另一端连接所述第六开关q6的一端，且所述第四开关q4的另一端为所述h桥电路的第二输出端；
59.所述母线电容cbus的另一端为所述h桥电路的第二输入端，且所述母线电容cbus的另一端连接所述第五开关q5的另一端和所述第六开关q6的另一端。
60.根据本实用新型提供的一种逆变器，包括逆变器电路和壳体，所述逆变器电路设置在所述壳体中。
61.根据本实用新型提供的一种光伏系统，包括光伏组件、逆变器和电网；
62.所述光伏组件均连接所述逆变器；
63.所述逆变器连接所述电网。
64.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
65.1、本实用新型单个光伏组件接入到方案中，之后都经过一个开关电路后串联起来接入隔离电路中，之后再经过逆变电路逆变，有利于在电网断开后，保证各个光伏组件是断开的，系统不存在高压，保证系统的安全；
66.2、本实用新型实现单个组件(或者两个组件串联)直接接入，每个输入接一个开关电路实现安全关断和优化功能，同时增加h桥隔离，不会有漏电流，系统更加安全；
67.3、本实用新型单个光伏组件接入到方案中，之后都经过一个buck电路后串联起来接入h桥隔离电路，之后再经过h桥逆变，既有利于电网断开后，保证各个光伏组件是断开
的，系统不存在高压，保证系统的安全；有利于因每个组件集成了一个buck电路，在组件有遮挡的情况下能实现最大功率跟踪，提高系统效率。
附图说明
68.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
69.图1为传统方案的示意图；
70.图2为本实用新型关断+h桥隔离集成方案的示意图；
71.图3为本实用新型光伏系统的示意图；
72.图4为本实用新型buck+h桥隔离集成方案的示意图。
具体实施方式
73.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
74.本实用新型实施例一公开了一种逆变器电路，如图2和图3所示，包括(1个或者多个)开关电路、隔离电路和逆变电路；开关电路和待连光伏组件对应设置。开关电路的第一输入端能够对应连接待连光伏组件的第一输出端；开关电路的第二输入端能够对应连接待连光伏组件的第二输出端；首个开关电路的第一输出端连接隔离电路的第一输入端；相邻开关电路之间的第一输出端和第二输出端相互连接；末尾开关电路的第二输出端连接隔离电路的第二输入端；隔离电路的第一输出端连接逆变电路的第一输入端；隔离电路的第二输出端连接逆变电路的第二输入端；逆变电路的第一输出端和第二输出端能够连接待连电网。
75.开关电路包括关断电路。关断电路包括第一电容c1、第一开关q1和第一二极管d1；第一电容c1的一端为开关电路的第一输入端，且第一电容c1的一端连接第一二极管d1的负极；第一二极管d1的负极为开关电路的第一输出端；第一电容c1的另一端为开关电路的第二输入端，且第一电容c1的另一端连接第一开关q1的一端；第一开关q1的另一端连接第一二极管d1的正极；第一二极管d1的正极为开关电路的第二输出端。
76.隔离电路包括第四电容c4和h桥隔离变压器电路；第四电容c4的一端为隔离电路的第一输入端，且第四电容c4的一端连接h桥隔离变压器电路的第一输入端；h桥隔离变压器电路的第一输出端为隔离电路的第一输出端；第四电容c4的另一端为隔离电路的第二输入端，且第四电容c4的另一端连接h桥隔离变压器电路的第二输入端；h桥隔离变压器电路的第二输出端为隔离电路的第二输出端。
77.h桥隔离变压器电路包括第七开关q7、第八开关q8、第九开关q9、第十开关q10、第十一开关q11、第十二开关q12、第十三开关q13、第十四开关q14和变压器t。第七开关q7的一端为h桥隔离变压器电路的第一输入端，且第七开关q7的一端连接第八开关q8的一端；第七开关q7的另一端分别连接变压器t的初级线圈第1端口和第九开关q9的一端；第八开关q8的另一端分别连接变压器t的初级线圈第2端口和第十开关q10的一端；第九开关q9的另一端
为h桥隔离变压器电路的第二输入端，且第九开关q9的另一端连接第十开关q10的另一端；变压器t的次级线圈第1端口分别连接第十二开关q12的一端和第十四开关q14的一端；变压器t的次级线圈第2端口分别连接第十一开关q11的一端和第十三开关q13的一端；第十一开关q11的另一端连接第十二开关q12的另一端，且第十二开关q12的另一端为h桥隔离变压器电路的第一输出端；第十三开关q13的另一端连接第十四开关q14的另一端，且第十四开关q14的另一端为h桥隔离变压器电路的第二输出端。
78.逆变电路包括h桥电路。h桥电路的第一输入端为逆变电路的第一输入端；h桥电路的第二输入端为逆变电路的第二输入端；h桥电路的第一输出端为逆变电路的第一输出端；h桥电路的第二输出端为逆变电路的第二输出端。
79.h桥电路包括母线电容cbus、第三开关q3、第四开关q4、第五开关q5和第六开关q6和第二电感l2。母线电容cbus的一端为h桥电路的第一输入端，且母线电容cbus的一端分别连接第三开关q3的一端和第四开关q4的一端；第三开关q3的另一端分别连接第二电感l2的一端和第五开关q5的一端；第二电感l2的另一端为h桥电路的第一输出端；第四开关q4的另一端连接第六开关q6的一端，且第四开关q4的另一端为h桥电路的第二输出端；母线电容cbus的另一端为h桥电路的第二输入端，且母线电容cbus的另一端连接第五开关q5的另一端和第六开关q6的另一端。
80.第一开关q1位置不局限于放置在低端，也可以放在第一电容c1的一端和第一二极管d1的负极之间。同样第一二极管d1也可以是开关管，中间级全桥隔离电路(h桥隔离变压器电路)可以是llc电路，也可以是移相全桥电路；后级逆变电路也不仅仅局限于h桥，也可以是h6拓扑，heric拓扑。heric英文全称为highly efficient reliable inverter concept，中文译文为非隔离光伏逆变器。
81.关断+h桥隔离集成方案：单个光伏组件接入到以上方案中，之后都经过一个开关电路后串联起来接入高压h桥隔离电路中，之后再经过h桥逆变，其优点在电网断开后，保证各个光伏组件是断开的，系统不存在高压，保证系统的安全。
82.在逆变器电路的基础上，本实用新型实施例一还公开了一种高压隔离微型逆变器，如图2和图3所示，包括逆变器电路和壳体，逆变器电路设置在壳体中。
83.在高压隔离微型逆变器的基础上，本实用新型实施例一还公开了一种光伏系统，如图2和图3所示，包括(1个或者多个)光伏组件、逆变器和电网；光伏组件均连接逆变器；逆变器连接电网。
84.本实用新型实施例二公开了一种逆变器电路，如图3和图4所示，与实施例一的不同之处在于，开关电路包括buck电路。buck电路的第一输入端为开关电路的第一输入端；buck电路的第二输入端为开关电路的第二输入端；buck电路的第一输出端为开关电路的第一输出端；buck电路的第二输出端为开关电路的第二输出端。
85.buck电路包括第二电容c2、第三电容c3、第二开关q2、第二二极管d2和第一电感l1；第二电容c2的一端为buck电路的第一输入端，且第二电容c2的一端分别连接第二二极管d2的负极和第三电容c3的一端；第三电容c3的一端为buck电路的第一输出端；第二电容c2的另一端为buck电路的第二输入端，且第二电容c2的另一端连接第二开关q2的一端；第二开关q2的另一端分别连接第二二极管d2的正极和第一电感l1的一端；第一电感l1的另一端连接第三电容c3的另一端；第三电容c3的另一端为buck电路的第二输出端。
86.第二开关q2位置不局限于放置在低端，也可以在第二电容c2和第二二极管d2之间。同样第二二极管d2也可以是开关管，中间级全桥隔离电路(h桥隔离变压器电路)可以是llc电路，也可以是移相全桥电路；后级逆变电路也不仅仅局限于h桥，也可以是h6拓扑，heric拓扑。
87.buck+h桥隔离集成方案：单个光伏组件接入到以上方案中，之后都经过一个buck电路后串联起来接入h桥隔离电路，之后再经过h桥逆变，其优点：1、电网断开后，保证各个光伏组件是断开的，系统不存在高压，保证系统的安全；2、由于每个组件集成了一个buck电路，在组件有遮挡的情况下能实现最大功率跟踪，提高系统效率。
88.逆变器同时适用于本实用新型实施例一和实施例二的电路。传统方案在电网断开后，系统还存在高压，无法保证人身安全，由于传统逆变器一个组串一个mppt，无法解决遮挡造成系统效率低的问题；针对传统方案的不足，新方案实现单个组件(或者两个组件串联)直接接入，每个输入接一个开关电路或者buck电路实现安全关断和优化功能，同时增加h桥隔离，不会有漏电流，系统更加安全。关断+h桥隔离集成方案：电网断开时，能实现安全关断，保证系统不存在高压风险。buck+h桥隔离集成方案：电网断开时，能实现安全关断，保证系统不存在高压风险；遮挡组件或者功率低的光伏组件单独做mppt，提高系统的发电量。mppt英文全称为maximum power point tracking；中文译文为最大功率跟踪。
89.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
90.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。