CN103138611A - 一种用于太阳能电池的三相逆变电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于太阳能电池的三相逆变电路，包括吸收电路母排、连接母排、U相母排、V相母排和W相母排，所述的吸收电路母排输出端通过连接母排分别与U相母排、V相母排和W相母排连接，所述的吸收电路母排输入端与太阳能电池连接。与现有技术相比，本发明具有低功耗、高散热、可靠性高等优点。

Description

一种用于太阳能电池的三相逆变电路

技术领域

本发明涉及一种逆变电路，尤其是涉及一种用于太阳能电池的三相逆变电路。

背景技术

随着人口的增加，经济的发展，人类对于能源的需求也越来越大，传统的能源储量正在日益枯竭，从而带来了能源短缺的问题。而且，化石燃料的大量使用对人类生存环境造成的危害日益突出，甚至导致生态恶化，这些已成为当今世界各国面临的一个重大问题。所以，开发利用可再生能源和各种绿色能源是人类必须采取的措施，而从能源供应的诸多因素考虑，太阳能无疑是最符合可持续发展战略的理想的绿色能源。全球能源专家们认定，太阳能将成为21世纪最重要的能源之一。

在大功率电源的整机结构设计中，主电路的模块化设计有着明显的优越性。合理的风道布局，高效的散热设计，方便的安装及可维护性，都体现了主电路模块化设计的优点。

绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)因其开关速度快、工作频率高、控制方便等优点得到广泛应用，但随着电力电子技术的高频、大功率化发展，开关工作时会造成较高损耗和严重的电磁干扰，甚至元件本身也会因过压、过流问题造成损坏。

电力电子变换器中的连线电感会在开关器件动作时，由于电流快速变化而感应电压尖峰，造成严重的电磁干扰和增大器件电压应力。随着功率等级的提高，大容量变换器连接导线尺寸增大，距离增长，导致不期望的连线电感增大。合理设计变换器连接导线，以减小连线电感及其影响，对于提高变换器的可靠性和运行性能至关重要。

传统的分立母排寄生电感量过大，在功率开关关断瞬间产生的瞬态电压与直流回路电压叠加，对功率开关和电动机绝缘构成威胁。分布电感量越大，负载电流越大，功率开关的电流下降时间越短，这种危害就越严重。这种危害不会因为功率开关器的选择而消失。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低功耗、高散热、可靠性高的用于太阳能电池的三相逆变电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于太阳能电池的三相逆变电路，其特征在于，包括吸收电路母排、连接母排、U相母排、V相母排和W相母排，所述的吸收电路母排输出端通过连接母排分别与U相母排、V相母排和W相母排连接，所述的吸收电路母排输入端与太阳能电池连接。

所述的吸收电路母排包括输入端A、电感L2、二极管D1、电容C3、电容C4、二极管D2、电感L1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、输入端B，所述的输入端A、电感L2、二极管D1、电容C3、电容C4、二极管D2、电感L1、输入端B依次串接，所述的二极管D1的正极接电感L2、负极接电容C3，所述的二极管的正极接电容C4、负极接电感L1，所述的输入端A、电容C1、电容C2、输入端B依次串接，所述的电阻R1一端与输入端A连接、另一端与二极管D1的负极连接，所述的电阻R2一端与输入端B连接、另一端与二极管D2的正极连接。

所述的U相母排、V相母排和W相母排均包括第一三端双向可控硅、第二三端双向可控硅、第三三端双向可控硅、第四三端双向可控硅、第一二极管、第二二极管和输出端；

所述的一三端双向可控硅、第二三端双向可控硅、第三三端双向可控硅、第四三端双向可控硅依次连接，所述的第一二极管的正极与第二二极管的负极连接，所述的第一二极管的负极接在第一三端双向可控硅、第二三端双向可控硅之间，所述的第二二极管的正极接在第三三端双向可控硅、第四三端双向可控硅之间；

所述的第一二极管的正极通过连接母排接在电容C1、电容C2之间，输出端接在第二三端双向可控硅、第三三端双向可控硅之间，所述的第一三端双向可控硅通过连接母排与二极管D1的正极连接，所述的第四三端双向可控硅与二极管D2的负极连接。

所述的U相母排、V相母排和W相母排均设有散热片。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)模块化集成式的高效散热结构与低感量IGBT功率模块的电路布局优化，实现大功率IGBT变流器的高效散热和低瞬态du/dt，di/dt(功率管电压、电流应力)的运行特征；

(2)整体的母排设计，减少了***连线和母线接触电阻，提高了***可靠性；

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的具体电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1、图2所示，一种用于太阳能电池的三相逆变电路，包括吸收电路母排1、连接母排2、U相母排3、V相母排4和W相母排5，所述的吸收电路母排1输出端通过连接母排2分别与U相母排3、V相母排4和W相母排5连接，所述的吸收电路母排1输入端与太阳能电池连接。

所述的吸收电路母排1包括输入端A、电感L2、二极管D1、电容C3、电容C4、二极管D2、电感L1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、输入端B，所述的输入端A、电感L2、二极管D1、电容C3、电容C4、二极管D2、电感L1、输入端B依次串接，所述的二极管D1的正极接电感L2、负极接电容C3，所述的二极管的正极接电容C4、负极接电感L1，所述的输入端A、电容C1、电容C2、输入端B依次串接，所述的电阻R1一端与输入端A连接、另一端与二极管D1的负极连接，所述的电阻R2一端与输入端B连接、另一端与二极管D2的正极连接。

所述的U相母排3包括三端双向可控硅Q1、三端双向可控硅Q2、三端双向可控硅Q3、三端双向可控硅Q4、二极管D3、二极管D4和输出端U；所述的三端双向可控硅Q1、三端双向可控硅Q2、三端双向可控硅Q3、三端双向可控硅Q4依次连接，所述的二极管D3的正极与二极管D4的负极连接，所述的二极管D3的负极接在三端双向可控硅Q1、三端双向可控硅Q2之间，所述的二极管D4的正极接在三端双向可控硅Q3、三端双向可控硅Q4之间；

所述的二极管D3的正极通过连接母排接在电容C1、电容C2之间，输出端U接在三端双向可控硅Q2、三端双向可控硅Q3之间，所述的三端双向可控硅Q1通过连接母排与二极管D1的正极连接，所述的三端双向可控硅Q4与二极管D2的负极连接。

所述的V相母排4包括三端双向可控硅Q5、三端双向可控硅Q6、三端双向可控硅Q7、三端双向可控硅Q8、二极管D5、二极管D6和输出端V；连接关系同U相母排。

所述的W相母排5包括三端双向可控硅Q9、三端双向可控硅Q10、三端双向可控硅Q11、三端双向可控硅Q12、二极管D7、二极管D8和输出端W；连接关系同U相母排。

所述的U相母排3、V相母排4和W相母排5均设有散热片。散热片一方面作为散热设备，另一方面也作为导电连线使用，从而成为母排的一部分，由于三相桥臂电路拓扑相同，所以其压装组件的结构也相同。考虑到结构对称性，V相母排压装组件的上下两端还置放了两个吸收电路中的吸收二极管VDCL，器件的压装位置自上而下分别为V1、Q5、D5、Q6、Q7、D6、Q8以及V2。

Claims (4)

1.一种用于太阳能电池的三相逆变电路，其特征在于，包括吸收电路母排、连接母排、U相母排、V相母排和W相母排，所述的吸收电路母排输出端通过连接母排分别与U相母排、V相母排和W相母排连接，所述的吸收电路母排输入端与太阳能电池连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池的三相逆变电路，其特征在于，所述的吸收电路母排包括输入端A、电感L2、二极管D1、电容C3、电容C4、二极管D2、电感L1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、输入端B，所述的输入端A、电感L2、二极管D1、电容C3、电容C4、二极管D2、电感L1、输入端B依次串接，所述的二极管D1的正极接电感L2、负极接电容C3，所述的二极管的正极接电容C4、负极接电感L1，所述的输入端A、电容C1、电容C2、输入端B依次串接，所述的电阻R1一端与输入端A连接、另一端与二极管D1的负极连接，所述的电阻R2一端与输入端B连接、另一端与二极管D2的正极连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于太阳能电池的三相逆变电路，其特征在于，所述的U相母排、V相母排和W相母排均包括第一三端双向可控硅、第二三端双向可控硅、第三三端双向可控硅、第四三端双向可控硅、第一二极管、第二二极管和输出端；

所述的一三端双向可控硅、第二三端双向可控硅、第三三端双向可控硅、第四三端双向可控硅依次连接，所述的第一二极管的正极与第二二极管的负极连接，所述的第一二极管的负极接在第一三端双向可控硅、第二三端双向可控硅之间，所述的第二二极管的正极接在第三三端双向可控硅、第四三端双向可控硅之间；

所述的第一二极管的正极通过连接母排接在电容C1、电容C2之间，输出端接在第二三端双向可控硅、第三三端双向可控硅之间，所述的第一三端双向可控硅通过连接母排与二极管D1的正极连接，所述的第四三端双向可控硅与二极管D2的负极连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于太阳能电池的三相逆变电路，其特征在于，所述的U相母排、V相母排和W相母排均设有散热片。

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