本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種單相并網(wǎng)逆變器、單相并網(wǎng)逆變電路及控制方法。

背景技術(shù)：

在相關(guān)技術(shù)中，并網(wǎng)逆變器是把直流電逆變成交流電并到電網(wǎng)。單相并網(wǎng)逆變器一般是通過全橋逆變電路把直流逆變成交流輸送給電網(wǎng)，且單相并網(wǎng)逆變器一般采用單級全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖1是相關(guān)技術(shù)中單級全橋逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，全橋逆變電路包括：電源pv，電容c，晶體管s1、s2、s3、s4，二極管d1、d2、d3、d4，電感l(wèi)1、l2。為追求較高逆變效率和較小的輸出電流諧波，單相并網(wǎng)逆變器大多采用單極性調(diào)制工作。但是，單極性調(diào)制工作會讓逆變器有較大的共模漏電流，導(dǎo)致逆變器效率的降低，同時(shí)也是很多國內(nèi)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和國外認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不容許的。

圖2是相關(guān)技術(shù)中單級全橋逆變電路漏電流示意圖，如圖2所示，c2為pv電池板對大地的寄生電容，i為系統(tǒng)漏電流。當(dāng)晶體管s1、s2、s3、s4和二極管d1、d2、d3、d4按單極性調(diào)制工作時(shí)，晶體管的高頻通斷會產(chǎn)生高頻時(shí)變電壓作用在c2上，這樣就會帶來較大漏電流i。

所以，提高單相并網(wǎng)逆變器效率，減小逆變器漏電流，是急需解決的問題。

針對現(xiàn)有技術(shù)中單相并網(wǎng)逆變器漏電流較大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例中提供一種單相并網(wǎng)逆變器、單相并網(wǎng)逆變電路及控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中單相并網(wǎng)逆變器漏電流較大的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種單相并網(wǎng)逆變器，其中，包括：并接在直流電源兩端的電容、控制模塊、第一全橋逆變模塊、第二全橋逆變模塊；所述第一全橋逆變模塊與所述第二全橋逆變模塊并聯(lián)連接，且均接在所述直流電源的兩端；所述第一全橋逆變模塊與所述第二全橋逆變模塊均連接至電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電；所述控制模塊，與所述第一全橋逆變模塊連接，也與所述第二全橋逆變模塊連接，用于控制所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊，使得所述第一全橋逆變模塊中的晶體管相對于所述第二全橋逆變模塊中同等位置處的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。

進(jìn)一步地，所述第一全橋逆變模塊包括：晶體管s1、s2、s3、s4，二極管d1、d2、d3、d4，電感l(wèi)1、l2；其中，所述晶體管s1、s2、s3、s4分別與所述二極管d1、d2、d3、d4并聯(lián)；所述晶體管s1、s2的輸入端接所述直流電源的正極，所述晶體管s1的輸出端同時(shí)接所述晶體管s3的輸入端和所述電感l(wèi)1的第一端，所述晶體管s2的輸出端同時(shí)接所述晶體管s4的輸入端和所述電感l(wèi)2的第一端；所述晶體管s3和s4的輸出端接所述直流電源的負(fù)極；所述電感l(wèi)1的第二端和所述電感l(wèi)2的第二端均與所述電網(wǎng)連接。

進(jìn)一步地，所述第二全橋逆變模塊包括：晶體管s5、s6、s7、s8，二極管d5、d6、d7、d8，電感l(wèi)3、l4；其中，所述晶體管s5、s6、s7、s8分別與所述二極管d5、d6、d7、d8并聯(lián)；所述晶體管s5、s6的輸入端接所述直流電源的正極，所述晶體管s5的輸出端同時(shí)接所述晶體管s7的輸入端和所述電感l(wèi)3的第一端，所述晶體管s6的輸出端同時(shí)接所述晶體管s8的輸入端和所述電感l(wèi)4的第一端；所述晶體管s7和s8的輸出端接所述直流電源的負(fù)極；所述電感l(wèi)3的第二端和所述電感l(wèi)4的第二端均與所述電網(wǎng)連接。

進(jìn)一步地，所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊共用直流母線。

進(jìn)一步地，所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊均按照正弦脈寬調(diào)制工作。

進(jìn)一步地，所述控制模塊是中央處理器cpu。

進(jìn)一步地，所述控制模塊為一個(gè)或兩個(gè)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述控制模塊為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述控制模塊分別控制所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊。

本發(fā)明還提供了一種單相并網(wǎng)逆變電路，其中包括：控制模塊、第一全橋逆變模塊、第二全橋逆變模塊；其中，所述第一全橋逆變模塊與所述第二全橋逆變模塊并聯(lián)連接，且均接在直流電源的兩端；所述控制模塊，與所述第一全橋逆變模塊連接，也與所述第二全橋逆變模塊連接，用于控制所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊，使得所述第一全橋逆變模塊中的晶體管相對于所述第二全橋逆變模塊中同等位置處的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。

進(jìn)一步地，所述第一全橋逆變模塊包括：晶體管s1、s2、s3、s4，二極管d1、d2、d3、d4，電感l(wèi)1、l2；其中，所述晶體管s1、s2、s3、s4分別與所述二極管d1、d2、d3、d4并聯(lián)；所述晶體管s1、s2的輸入端接所述直流電源的正極，所述晶體管s1的輸出端同時(shí)接所述晶體管s3的輸入端和所述電感l(wèi)1的第一端，所述晶體管s2的輸出端同時(shí)接所述晶體管s4的輸入端和所述電感l(wèi)2的第一端；所述晶體管s3和s4的輸出端接所述直流電源的負(fù)極；所述電感l(wèi)1的第二端和所述電感l(wèi)2的第二端均與所述電網(wǎng)連接。

進(jìn)一步地，所述第二全橋逆變模塊包括：晶體管s5、s6、s7、s8，二極管d5、d6、d7、d8，電感l(wèi)3、l4；其中，所述晶體管s5、s6、s7、s8分別與所述二極管d5、d6、d7、d8并聯(lián)；所述晶體管s5、s6的輸入端接所述直流電源的正極，所述晶體管s5的輸出端同時(shí)接所述晶體管s7的輸入端和所述電感l(wèi)3的第一端，所述晶體管s6的輸出端同時(shí)接所述晶體管s8的輸入端和所述電感l(wèi)4的第一端；所述晶體管s7和s8的輸出端接所述直流電源的負(fù)極；所述電感l(wèi)3的第二端和所述電感l(wèi)4的第二端均與所述電網(wǎng)連接。

進(jìn)一步地，所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊共用直流母線。

進(jìn)一步地，所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊均按照正弦脈寬調(diào)制工作。

進(jìn)一步地，所述控制模塊是中央處理器cpu。

進(jìn)一步地，所述控制模塊為一個(gè)或兩個(gè)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述控制模塊為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述控制模塊分別控制所述第一全橋逆變模塊和所述第二全橋逆變模塊。

進(jìn)一步地，所述單相并網(wǎng)逆變電路還包括：并接在所述直流電源兩端的電容，所述第一全橋逆變模塊與所述第二全橋逆變模塊均連接至電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電。

本發(fā)明還提供了一種單相并網(wǎng)逆變器的控制方法，其中，該方法包括：向所述單相并網(wǎng)逆變器發(fā)送控制信號；其中，所述控制信號用于控制所述單相并網(wǎng)逆變器中第一全橋逆變模塊中的晶體管相對于第二全橋逆變模塊中同等位置處的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，在傳統(tǒng)單相單級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上增加一級單相全橋逆變結(jié)構(gòu)，兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均采用正弦脈寬調(diào)制，其中任意一級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中晶體管的開關(guān)脈沖相對于另一級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中同等位置的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。這樣減小了整個(gè)單相并網(wǎng)逆變器寄生電容上的高頻時(shí)變電壓，減小了共模漏電流，提高了逆變器效率，并且符合安規(guī)和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1是相關(guān)技術(shù)中單級全橋逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是相關(guān)技術(shù)中單級全橋逆變電路漏電流示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單相并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊中晶體管工作時(shí)序示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單相并網(wǎng)逆變器漏電流示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例一

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單相并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，單相并網(wǎng)逆變器包括：并接在直流電源兩端的電容、控制模塊、第一全橋逆變模塊、第二全橋逆變模塊；其中，第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊并聯(lián)連接，且均接在直流電源的兩端；控制模塊，與第一全橋逆變模塊連接，也與第二全橋逆變模塊連接，用于控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊，使得第一全橋逆變模塊中的晶體管相對于第二全橋逆變模塊中同等位置處的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。

在本發(fā)明中，第一全橋逆變模塊包括：晶體管s1、s2、s3、s4，二極管d1、d2、d3、d4，電感l(wèi)1、l2；其中，晶體管s1、s2、s3、s4分別與二極管d1、d2、d3、d4并聯(lián)；晶體管s1、s2的輸入端接直流電源的正極，晶體管s1的輸出端同時(shí)接晶體管s3的輸入端和電感l(wèi)1的第一端，晶體管s2的輸出端同時(shí)接晶體管s4的輸入端和電感l(wèi)2的第一端；晶體管s3和s4的輸出端接直流電源的負(fù)極；電感l(wèi)1的第二端和電感l(wèi)2的第二端均與電網(wǎng)連接，電感l(wèi)1和電感l(wèi)2輸出交流電。

在本發(fā)明中，第二全橋逆變模塊包括：晶體管s5、s6、s7、s8，二極管d5、d6、d7、d8，電感l(wèi)3、l4；其中，晶體管s5、s6、s7、s8分別與二極管d5、d6、d7、d8并聯(lián)；晶體管s5、s6的輸入端接直流電源的正極，晶體管s5的輸出端同時(shí)接晶體管s7的輸入端和電感l(wèi)3的第一端，晶體管s6的輸出端同時(shí)接晶體管s8的輸入端和電感l(wèi)4的第一端；晶體管s7和s8的輸出端接直流電源的負(fù)極；電感l(wèi)3的第二端和電感l(wèi)4的第二端均與電網(wǎng)連接，電感l(wèi)3和電感l(wèi)4輸出交流電。

在本發(fā)明中，第一全橋逆變模塊中的晶體管s1與第二全橋逆變模塊中的晶體管s5處于同等位置，同樣地，s2與s6，s3與s7，s4與s8也處于同等位置。

第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊共用直流母線。第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊均按正弦脈寬調(diào)制工作。

在本發(fā)明中，控制模塊可以是一個(gè)或兩個(gè)。當(dāng)控制模塊為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)控制模塊分別控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊?？刂颇K可以是cpu(centralprocessingunit，中央處理器)，即第一全橋逆變模塊、第二全橋逆變模塊均由單相并網(wǎng)逆變器中的cpu控制，第二全橋逆變模塊中的晶體管的開關(guān)脈沖相對于第一全橋逆變模塊中同等位置處晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期?；诖耍梢詼p小漏電流，提高單相并網(wǎng)逆變器的效率。

在本發(fā)明的單相并網(wǎng)逆變器中，可由同一cpu控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊(如圖3中所示)；也可由兩個(gè)cpu分別控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊，兩個(gè)cpu之間互相通訊。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊中晶體管工作時(shí)序示意圖，如圖4所示，第一全橋逆變模塊中晶體管s1與第二全橋逆變模塊種晶體管s5處于同等位置，二者的開關(guān)脈沖錯開半周期；同樣地，s2與s6的開關(guān)脈沖錯開半周期，s3與s7的開關(guān)脈沖錯開半周期，s4與s8的開關(guān)脈沖錯開半周期。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單相并網(wǎng)逆變器漏電流示意圖，如圖5所示，c2為pv電池板對大地的寄生電容，i為系統(tǒng)漏電流。本實(shí)施例中的第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊構(gòu)成雙級全橋逆變結(jié)構(gòu)。第一全橋逆變模塊單極性調(diào)制工作，會產(chǎn)生高頻時(shí)變電壓于c2上。但是，第二全橋逆變模塊也和第一全橋逆變模塊一樣單極性調(diào)制工作，且第二全橋逆變模塊中晶體管的開關(guān)脈沖比第一全橋逆變模塊中同等位置的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期，因此，第二全橋逆變模塊中晶體管的高頻開關(guān)產(chǎn)生高頻時(shí)變電壓超前或延時(shí)半周期加在c2上，相當(dāng)于減小了c2高頻時(shí)變電壓。從而使得漏電流i減小。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供了一種單相并網(wǎng)逆變電路，單相并網(wǎng)逆變電路包括：控制模塊、第一全橋逆變模塊、第二全橋逆變模塊；其中，第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊并聯(lián)連接，且均接在直流電源的兩端；控制模塊，與第一全橋逆變模塊連接，也與第二全橋逆變模塊連接，用于控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊，使得第一全橋逆變模塊中的晶體管相對于第二全橋逆變模塊中同等位置處的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。

在本發(fā)明中，第一全橋逆變模塊包括：晶體管s1、s2、s3、s4，二極管d1、d2、d3、d4，電感l(wèi)1、l2；其中，晶體管s1、s2、s3、s4分別與二極管d1、d2、d3、d4并聯(lián)；晶體管s1、s2的輸入端接直流電源的正極，晶體管s1的輸出端同時(shí)接晶體管s3的輸入端和電感l(wèi)1的第一端，晶體管s2的輸出端同時(shí)接晶體管s4的輸入端和電感l(wèi)2的第一端；晶體管s3和s4的輸出端接直流電源的負(fù)極；電感l(wèi)1的第二端和電感l(wèi)2的第二端均與電網(wǎng)連接，電感l(wèi)1和電感l(wèi)2輸出交流電。

在本發(fā)明中，第二全橋逆變模塊包括：晶體管s5、s6、s7、s8，二極管d5、d6、d7、d8，電感l(wèi)3、l4；其中，晶體管s5、s6、s7、s8分別與二極管d5、d6、d7、d8并聯(lián)；晶體管s5、s6的輸入端接直流電源的正極，晶體管s5的輸出端同時(shí)接晶體管s7的輸入端和電感l(wèi)3的第一端，晶體管s6的輸出端同時(shí)接晶體管s8的輸入端和電感l(wèi)4的第一端；晶體管s7和s8的輸出端接直流電源的負(fù)極；電感l(wèi)3的第二端和電感l(wèi)4的第二端均與電網(wǎng)連接，電感l(wèi)3和電感l(wèi)4輸出交流電。

在本發(fā)明中，第一全橋逆變模塊中的晶體管s1與第二全橋逆變模塊中的晶體管s5處于同等位置，同樣地，s2與s6，s3與s7，s4與s8也處于同等位置。

第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊共用直流母線。第一全橋逆變模塊與第二全橋逆變模塊均按正弦脈寬調(diào)制工作。

在本發(fā)明中，控制模塊可以是一個(gè)或兩個(gè)。當(dāng)控制模塊為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)控制模塊分別控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊?？刂颇K可以是cpu(centralprocessingunit，中央處理器)，即第一全橋逆變模塊、第二全橋逆變模塊均由單相并網(wǎng)逆變電路中的cpu控制，第二全橋逆變模塊中的晶體管的開關(guān)脈沖相對于第一全橋逆變模塊中同等位置處晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期?；诖?，可以減小漏電流，提高單相并網(wǎng)逆變電路的效率。

在本發(fā)明的單相并網(wǎng)逆變電路中，可由同一cpu控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊(如圖3中所示)；也可由兩個(gè)cpu分別控制第一全橋逆變模塊和第二全橋逆變模塊，兩個(gè)cpu之間互相通訊。

實(shí)施例三

本發(fā)明還提供了一種單相并網(wǎng)逆變器的控制方法，即向單相并網(wǎng)逆變器發(fā)送控制信號；其中，該控制信號用于控制單相并網(wǎng)逆變器中第一全橋逆變模塊中的晶體管相對于第二全橋逆變模塊中同等位置處的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。從而減小了共模漏電流，提高了逆變器效率。

從以上的描述中可知，本發(fā)明的技術(shù)方案是在傳統(tǒng)單相單級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上增加一級單相全橋逆變結(jié)構(gòu)，整個(gè)單相并網(wǎng)逆變器采用兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共用直流母線，兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均同時(shí)工作逆變成交流，且整個(gè)單相并網(wǎng)逆變器同時(shí)控制兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均采用正弦脈寬調(diào)制，其中任意一級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中晶體管的開關(guān)脈沖相對于另一級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中同等位置的晶體管的開關(guān)脈沖超前或延時(shí)半周期。這樣減小了整個(gè)單相并網(wǎng)逆變器寄生電容上的高頻時(shí)變電壓，減小了共模漏電流，提高了逆變器效率，并且符合安規(guī)和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的單級全橋逆變電路，至少存在以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在應(yīng)對大功率大電流時(shí)，單級全橋逆變電路不能滿足功率電流要求，只能采用本發(fā)明的兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

(2)在并網(wǎng)逆變器中，晶體管選擇多大功率和電流，有兩種情況，一種是選擇與并網(wǎng)逆變器功率匹配的功率和電流，另一種是選擇大于并網(wǎng)逆變器的功率和電流。根據(jù)晶體管半導(dǎo)體特性可知，較大功率量程的晶體管與中等功率量程的晶體管工作在同等功率電流時(shí)，較大功率量程的晶體管效率會高?；诖?，如果現(xiàn)有技術(shù)的單級全橋逆變電路中所有晶體管與本發(fā)明的并網(wǎng)逆變器中所有晶體管采用完全一樣晶體管，那么本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，只需要一半功率，因此本發(fā)明的效率更高。

(3)現(xiàn)有技術(shù)的單級全橋逆變電路采用單極性調(diào)制工作，有較大的共模漏電流。本發(fā)明的兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中每個(gè)逆變拓?fù)湟膊捎脝螛O性調(diào)制工作，但是兩級全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中位置相對應(yīng)的晶體管采用特殊的超前或延時(shí)工作時(shí)序模式，減小了寄生電容上的高頻時(shí)變電壓，從而減小了共模漏電流。

當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。