本发明专利技术公开了一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器及其控制方法，该逆变器由六个开关管、两个二极管、一个直流电感、两个感值相同的滤波电感和一个滤波电容组成。本发明专利技术的单相非隔离升降压型光伏逆变器具有升降压功能，有较宽的输入电压范围；该逆变器桥臂的四个功率开关管都处于工频状态，只有两个功率开关工作在高频，开关损耗小，且驱动脉冲无需设置死区，电路可靠性高；本发明专利技术可使光伏系统对地寄生电容两端电压不含高频分量，使漏电流得到有效抑制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器及其控制方法，适用于单相逆变应用场合中。
技术介绍
能源是人类赖以生存和发展的物质基础，化石能源的有限性和大量的开采利用导致能源短缺的问题日益严重，同时也造成了环境问题的日益恶化。太阳能作为当前最为清洁、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一，其光伏利用受到世界各地的普遍关注。而太阳能光伏发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势，在未来将得到越来越迅速的发展。在光伏发电系统中，逆变器装置的效率与安全性将直接影响整个系统的性能与实用性。根据逆变器中的变压器配置情况，可以将现有的逆变器分为带工频变压器型逆变器、带高频变压器型逆变器和无变压器型逆变器。带工频变压器或带高频变压器的逆变器均可以起到升压和隔离的作用，但带工频变压器型逆变器存在体积和重量大、价格高等问题；带高频变压器型逆变器虽然体积和重量大大减少，但结构复杂，整体效率降低。而无变压器型逆变器具有结构简单、体积小、成本低、效率高等优点，因此得到了更多的重视。在无变压器型光伏并网系统中，由于失去了变压器的电气隔离，光伏电池阵列与大地之间的寄生电容(一般为50-150nF/kWp)、光伏并网逆变器以及大地之间就会形成回路，带来漏电流问题。漏电流不仅会引起EMI问题，同时还会降低并网电流品质，并且给人员的人身安全带来安全隐患，因此，在无变压器型并网逆变器中，漏电流问题必须得到解决。在无变压器型逆变器中，已经有一些逆变器拓扑解决了共模电压恒定问题，但同时存在其他问题，例如电路结构复杂，不具有升降压功能，高频工作的开关较多，开关损耗大等问题。本专利技术所提出的一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器及其控制方法解决了上述存在的问题。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的缺点，提供一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器及其控制方法，该逆变器能够使得共模电压恒定，有效抑制漏电流，且结构简单，同时具有升降压功能。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器，该逆变器包括六个功率开关管、两个功率二极管、一个直流电感、两个感值相同的滤波电感和一个滤波电容组成；直流母线的“+”端与第五功率开关管的阳极相连，直流母线的“-”端与第六功率开关管的阴极相连；直流电感的一端与第五功率开关管的阴极和第二功率二极管的阴极相连，直流电感的另一端与第六功率开关管的阳极和第一功率二极管的阳极相连；第一功率二极管的阴极分别与第一功率开关管的阳极和第三功率开关管的阳极连接；第二功率二极管的阳极分别与第二功率开关管的阴极和第四功率开关管的阴极连接；滤波电容的“+”端分别与第一功率开关管的阴极和第二功率开关管的阳极连接，滤波电容的“-”端分别与第三功率开关管的阴极和第四功率开关管的阳极连接；第一滤波电感的一端与滤波电容的“+”端相接，第一滤波电感的另一端与电网的“+”端连接；第二滤波电感的一端与滤波电容的“-”端相接，第二滤波电感的另一端与电网的“-”端连接。所述的一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器的控制方法，该方法
包括如下具体步骤：(1)首先，将给定的正弦调制波取绝对值，得到正弦全波X，再将正弦全波X经过X/(1+X)的数学换算得到实际调制波r(t)，最后，将调制波r(t)和载波通过比较器比较后得到开关逻辑信号R5、R6,用以分别驱动第五功率开关管和第六功率开关管；(2)用两个互补的工频方波分别作为第一功率开关管、第四功率开关管的驱动脉冲和第二功率开关管、第三功率开关管的驱动脉冲；在并网电流正半周期内，第一功率开关管与第四功率开关管一直导通，第功二率开关管和第三功率开关管一直关断，第五功率开关管和第六功率开关管采用PWM调制控制其导通或关断；当第五功率开关管和第六功率开关管关断时，并网电流的流通路径为：第一功率二极管的阳极→第一功率二极管→第一功率开关管→第一滤波电感→电网→第二滤波电感→第四功率开关管→第二功率二极管→直流电感→第一功率二极管的阳极；当第五功率开关管和第六功率开关管导通时，并网电流的流通路径为：滤波电容的“+”端→第一滤波电感→电网→第二滤波电感→滤波电容的“-”端→滤波电容的“+”端；在并网电流负半周期内，第一功率开关管和第四功率开关管一直关断，第二功率开关管和第三功率开关管一直导通，第五功率开关管和第六功率开关管采用PWM调制控制其导通或关断；当第五功率开关管和第六功率开关管关断时，并网电流的流通路径为：第一功率二极管的阳极→第一功率二极管→第三功率开关管→第二滤波电感→电网→第一滤波电感→第二功率开关管→第二功率二极管→直流电感→第一功率二极管的阳极；当第五功率开关管和第六功率开关管导通时，并网电流的流通路径为：滤波电容的“-”端→第二滤波电感→电网→第一滤波电感→滤波电容的“+”端→滤波电容的“-”端。由于采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的逆变器功率开关管驱动脉冲无需设置死区，电路可靠性高；(2)本专利技术的逆变器具有升降压功能，直流侧电压有较宽的输入电压范围；(3)本专利技术的逆变器桥臂上的四个功率开关管都处于工频工作状态，只有第五功率开关管和第六功率开关管工作在高频状态，开关损耗小；(4)本专利技术的控制方法采用传统载波调制，开关信号生成电路结构简单，能够使光伏电池板对地寄生电容两端电压不含高频分量，同时能够保证系统共模电压恒定，使漏电流得到有效抑制。附图说明图1为本专利技术的一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器拓扑结构；图2为本专利技术的单相升降压型光伏逆变器调制实现方式示意图；图3为本专利技术的单相升降压型光伏逆变器开关控制驱动波形；图4为本专利技术的单相升降压型光伏逆变器直流电感的电流波形与并网电流仿真波形；图5为本专利技术的单相升降压型光伏逆变器的共模电压仿真波形图；图6为本专利技术的单相升降压型光伏逆变器的漏电流仿真波形图。具体实施方式为了更为具体地描述本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细说明。一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器，其拓扑结构如图1所示，该逆变器包括六个功率开关管、两个功率二极管、一个直流电感、两个感值相同的滤波电感和一个滤波电容组成；直流母线的“+”端与第五功率开关管S5的阳
极相连，直流母线的“-”端与第六功率开关管S6的阴极相连；直流电感LDC的一端与第五功率开关管S5的阴极和第二功率二极管S2的阴极相连，直流电感LDC的另一端与第六功率开关管S6的阳极和第一功率二极管S1的阳极相连；第一功率二极管VD1的阴极分别与第一功率开关管S1的阳极和第三功率开关管S3的阳极连接；第二功率二极管VD2的阳极分别与第二功率开关管S2的阴极和第四功率开关管S4的阴极连接；滤波电容C1的“+”端分别与第一功率开关管S1的阴极和第二功率开关管S2的阳极连接，滤波电容C1的“-”端分别与第三功率开关管S3的阴极和第四功率开关管S4的阳极连接；第一滤波电感L1的一端与滤波电容C1的“+”端相接，第一滤波电感L1的另一端与电网的“+”端连接；第二滤波电感L2的一端与滤波电容C1的“-”端相接，第二滤波电感L2的另一端与电网的“-”端连接。对本专利技术所提出的逆变器进行分析，可以参考buck-boos本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器，其特征在于：该逆变器包括六个功率开关管、两个功率二极管、一个直流电感、两个感值相同的滤波电感和一个滤波电容组成；直流母线的“+”端与第五功率开关管的阳极相连，直流母线的“‑”端与第六功率开关管的阴极相连；直流电感的一端与第五功率开关管的阴极和第二功率二极管的阴极相连，直流电感的另一端与第六功率开关管的阳极和第一功率二极管的阳极相连；第一功率二极管的阴极分别与第一功率开关管的阳极和第三功率开关管的阳极连接；第二功率二极管的阳极分别与第二功率开关管的阴极和第四功率开关管的阴极连接；滤波电容的“+”端分别与第一功率开关管的阴极和第二功率开关管的阳极连接，滤波电容的“‑”端分别与第三功率开关管的阴极和第四功率开关管的阳极连接；第一滤波电感的一端与滤波电容的“+”端相接，第一滤波电感的另一端与电网的“+”端连接；第二滤波电感的一端与滤波电容的“‑”端相接，第二滤波电感的另一端与电网的“‑”端连接。
【技术特征摘要】
1.一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器，其特征在于：该逆变器包括六个功率开关管、两个功率二极管、一个直流电感、两个感值相同的滤波电感和一个滤波电容组成；直流母线的“+”端与第五功率开关管的阳极相连，直流母线的“-”端与第六功率开关管的阴极相连；直流电感的一端与第五功率开关管的阴极和第二功率二极管的阴极相连，直流电感的另一端与第六功率开关管的阳极和第一功率二极管的阳极相连；第一功率二极管的阴极分别与第一功率开关管的阳极和第三功率开关管的阳极连接；第二功率二极管的阳极分别与第二功率开关管的阴极和第四功率开关管的阴极连接；滤波电容的“+”端分别与第一功率开关管的阴极和第二功率开关管的阳极连接，滤波电容的“-”端分别与第三功率开关管的阴极和第四功率开关管的阳极连接；第一滤波电感的一端与滤波电容的“+”端相接，第一滤波电感的另一端与电网的“+”端连接；第二滤波电感的一端与滤波电容的“-”端相接，第二滤波电感的另一端与电网的“-”端连接。2.根据权利要求1所述一种可抑制漏电流单相升降压型光伏逆变器的控制方法，其特征在于：该方法内容包括如下具体步骤：(1)首先，将给定的正弦调制波取绝对值，得到正弦全波X，再将正弦全波X经过X/(1+X)的数学换算得到实际调制波r(t)，最后，将调制波r(t)和载波通过比较器比较后得到开关逻辑信号R5、R6,用以分别驱动第五功率开关管和第六功率开关管；(2)用两个互补的工频方波分别作为第一功率开关管、第四功率开关管的驱动脉冲和第二功率开关管、第三功率开关管的驱动脉冲；在并网电流正半周期内，第一功率开关管与第四功率开关管一直导通，第功二率开关管和第三功率开关管一直关断，第五功率开关管和第六功率开关管采用PWM调制控制其导...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立乔，张晓飞，董子亮，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13
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