CN103166495A - 单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器 - Google Patents

单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器 Download PDF

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张犁
高峰
常东升
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Abstract

本发明公开了一种单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，属于电力电子变换器技术领域。本发明所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器由输入电容支路、改进全桥开关单元、进网滤波器支路构成，本发明在基本全桥电路基础上加入辅助开关实现续流阶段续流回路与光伏电池输出端脱离，且续流回路电位处于或近似处于二分之一的电池电压，从而抑制和消除非隔离光伏并网逆变器的漏电流；相对于现有非隔离光伏并网逆变器拓扑，具有如下优点：减少了电流通路的开关管数量，从而降低了通态损耗，提高了变换效率；适用于无变压器隔离的光伏并网场合。

Description

单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器
技术领域
本发明属于电力电子变换器技术领域，涉及光伏并网发电技术，具体涉及一种单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器。
背景技术
非隔离型光伏并网逆变器拥有效率高、体积小、重量轻和成本低等绝对优势。但由于光伏电池板对地寄生电容的存在，使得并网逆变器开关器件的开关动作可能产生高频时变电压作用在寄生电容之上，由此产生的漏电流可能超出允许范围。高频漏电流的产生还会带来传导和辐射干扰、进网电流谐波及损耗的增加，甚至危及设备和人员的安全。
单极性SPWM全桥并网逆变器的差模特性优良，如输入直流电压利用率高和滤波电感电流脉动量小等受到广泛关注。但同时产生了开关频率脉动的共模电压(其幅值为输入直流电压)，使得在光伏并网应用场合需要加入变压器隔离(低频或高频)，但高频脉动的共模电压对变压器的绝缘强度构成威胁，进一步增加了制作成本。双极性SPWM全桥并网逆变器共模电压基本恒定，始终等于光伏电池输入电压的二分之一，几乎不会产生共模漏电流。然而与单极性SPWM相比，双极性SPWM存在明显不足：开关损耗和交流滤波电感损耗均是单极性SPWM的两倍，影响了***的效率。因此，研究非隔离光伏并网逆变器的目的之一就是如何构成新的续流回路，且使得续流阶段续流回路与光伏电池输出端断开，从而使得变换器同时具有低漏电流和高变换效率的优良性能。
专利EP 1369985A2提出在全桥电路的桥臂中点间(交流侧)加入双向可控开关组构造新的续流回路；文献“Yu W，Lai J，Qian H，Hutchens C，High-efficiency MOSFET inverter with H6-type configuration for photovoltaicnonisoltaed ac-module applications，IEEE Trans.on Power Electronics，2011，vol.26(4)：1253-1260”，提出一种基于Heric的变形拓扑，同样可以实现续流阶段太阳能电池端与电网脱离，但电流通路始终存在三个开关器件，通态损耗大。文献“张兴，孙龙林，许颇，赵为，曹仁贤，单相非隔离型光伏并网***中共模电流抑制的研究，太阳能学报，2009，vol.30(9)：1202-1208”，同样提出一种基于Heric的变形拓扑，但电流通路始终也存在三个开关器件，通态损耗大。
发明内容
本发明针对现有非隔离型光伏并网逆变器产生漏电流且损耗大等问题，而提供一种具有较高变换效率的单相全桥非隔离光伏并网逆变器。该逆变器具有低漏电流和高变换效率的性能。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其输入端与太阳能电池连接，输出端与电网连接，所述单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器包括输入电容支路(1)和进网滤波器支路(3)，所述单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器还包括全桥开关单元(2)，所述输入电容支路(1)、全桥开关单元(2)、进网滤波器支路(3)依次连接，所述全桥开关单元(2)包括第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)、第四功率开关管(S4)、第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第一功率二极管(D1)、第二功率二极管(D2)。
作为本发明的一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第五功率开关管(S5)的发射极、第二功率二极管(D2)的阳极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第六功率开关管(S6)的集电极和第二功率二极管(D2)的阴极，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第一功率二极管(D1)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极、第二滤波电感(L2)的一端，第五功率开关管(S5)的集电极连接第一功率二极管(D1)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的另一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第一功率二极管(D1)的阴极、第二功率二极管(D2)的阳极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第六功率开关管(S6)的集电极、第二功率二极管(D2)的阴极，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第六功率开关管(S6)的发射极、第二滤波电感(L2)的一端，第五功率开关管(S5)的发射极连接第一功率二极管(D1)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的又一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第一功率二极管(D1)的阴极，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第二功率二极管(D2)的阳极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的集电极连接第二功率二极管(D2)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的又一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第一功率二极管(D1)的阴极，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第六功率开关管(S6)的集电极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阳极、第二功率二极管(D2)的阴极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的发射极连接第二功率二极管(D2)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的又一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第五功率开关管(S5)的集电极、第二功率二极管(D2)的阴极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第一功率二极管(D1)的阴极、第六功率开关管(S6)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第二功率二极管(D2)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极，第五功率开关管(S5)的发射极连接第一功率二极管(D1)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的又一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第一功率二极管(D1)的阳极、第二功率二极管(D2)的阴极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第六功率开关管(S6)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第二功率二极管(D2)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极，第五功率开关管(S5)的集电极连接第一功率二极管(D1)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的又一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第二功率二极管(D2)的阴极、第一滤波电感(L1)的一端，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第一功率二极管(D1)的阳极，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阴极、第六功率开关管(S6)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的发射极连接第二功率二极管(D2)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
作为本发明的又一实例，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第六功率开关管(S6)的发射极、第一滤波电感(L1)的一端，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第一功率二极管(D1)的阳极，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阴极、第二功率二极管(D2)的阳极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的集电极连接第二功率二极管(D2)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
(1)在基本全桥电路基础上加入辅助开关实现续流阶段续流回路与光伏电池输出端脱离，且续流回路电位处于或近似处于二分之一的电池电压，从而抑制和消除非隔离光伏并网逆变器的漏电流；
(2)相对于现有非隔离光伏并网逆变器拓扑，具有如下优点：减少了电流通路的开关管数量，从而降低了通态损耗，提高了变换效率；
(3)适用于无变压器隔离的光伏并网场合。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例一；
图2是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例二；
图3是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例二：
图4是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例四；
图5是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例五；
图6是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例六；
图7是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例七；
图8是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例八；
图9是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器实施例一的驱动原理波形；
图10a是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器实施例一的各开关模态1的等效电路图；
图10b是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器实施例一的各开关模态2的等效电路图；
图10c是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器实施例一的各开关模态3的等效电路图；
图10d是本发明的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器实施例一的各开关模态4的等效电路图。
图中符号说明：
UPV-光伏电池电压，1-输入电容支路，2-改进全桥开关单元，3-进网滤波器支路，vg-电网，Cdc-输入电容，S1～S6-第一～第六功率开关管，L1、L2-第一、第二滤波电感，Co-滤波电容，ve-调制信号，vst-三角载波信号，vgs1～vgs6-第一～第六功率开关管的驱动电压，t-时间。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明提供的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其在应用时与现有逆变器相同，将输入端与太阳能电池连接，而输出端与电网连接。
为解决现有技术所存在的缺陷，本发明在基本全桥电路基础上加入辅助开关实现续流阶段续流回路与光伏电池输出端脱离，且续流回路电位处于或近似处于二分之一的电池电压，从而抑制和消除非隔离光伏并网逆变器的漏电流。
为此，本发明提供的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器包括输入电容支路(1)、全桥开关单元(2)和进网滤波器支路(3)。其中输入电容支路(1)、全桥开关单元(2)、进网滤波器支路(3)依次连接，而全桥开关单元(2)包括第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)、第四功率开关管(S4)、第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第一功率二极管(D1)、第二功率二极管(D2)。
基于上述原理，本发明的具体实施如下：
参见图1，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例一，其电路组成是：由输入电容Cdc，第一至第六功率开关管S1～S6，第一、第二功率二极管D1～D2，第一、第二滤波电感L1、L2和滤波电容Co构成；输入电容Cdc形成输入电容支路(1)，第一至第六功率开关管S1～S6，第一、第二功率二极管D1～D2形成全桥开关单元(2)，第一、第二滤波电感L1、L2和滤波电容Co形成进网滤波器支路(3)。
其中，输入电容Cdc的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极，输入电容Cdc的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管S2的源极、第四功率开关管S4的源极；第一功率开关管S1的源极分别连接第二功率开关管S2的漏极、第五功率开关管S5的发射极、第二功率二极管D2的阳极、第一滤波电感L1的一端，第三功率开关管S3的源极分别连接第六功率开关管S6的集电极和第二功率二极管D2的阴极，第四功率开关管S4的漏极分别连接第一功率二极管D1的阳极、第六功率开关管S6的发射极、第二滤波电感L2的一端，第五功率开关管S5的集电极连接第一功率二极管D1的阴极；第一滤波电感L1的另一端分别连接滤波电容Co的一端、电网vg的一端，第二滤波电感L2的另一端分别连接滤波电容Co的另一端、电网vg的另一端。
参见图2，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例二，其电路组成与附图1所示实施例一相同，不同之处在于第一功率二极管D1的阴极连接第一滤波电感L1的一端，第一功率二极管D1的阳极连接第五功率开关管S5的发射极，第五功率开关管S5的集电极连接第二滤波电感L2的一端。
参见图3，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例三，其电路组成与附图1所示实施例一相同，但其电路连接关系是，输入电容Cdc的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极，输入电容Cdc的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管S2的源极、第四功率开关管S4的源极；第一功率开关管S1的源极分别连接第五功率开关管S5的集电极、第一功率二极管D1的阴极，第二功率开关管S2的漏极分别连接第五功率开关管S5的发射极、第二功率二极管D2的阳极、第一滤波电感L1的一端，第三功率开关管S3的源极分别连接第四功率开关管S4的漏极、第一功率二极管D1的阳极、第六功率开关管S6的发射极、第二滤波电感L2的一端，第六功率开关管S6的集电极连接第二功率二极管D2的阴极；第一滤波电感L1的另一端分别连接滤波电容Co的一端、电网vg的一端，第二滤波电感L2的另一端分别连接滤波电容Co的另一端、电网vg的另一端。
参见图4，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例四，其电路组成与附图3所示实施例三相同，但第六功率开关管S6的集电极连接第一滤波电感L1的一端，第六功率开关管S6的发射极连接第二功率二极管D2的阳极，第二功率二极管D2的阴极连接第二滤波电感L2的一端。
参见图5，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例五，其电路组成与附图1所示实施例一相同，但其电路连接关系是，输入电容Cdc的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极，输入电容Cdc的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管S2的源极、第四功率开关管S4的源极；第一功率开关管S1的源极分别连接第二功率开关管S2的漏极、第五功率开关管S5的集电极、第二功率二极管D2的阴极、第一滤波电感L1的一端，第三功率开关管S3的源极分别连接第一功率二极管D1的阴极、第六功率开关管S6的集电极、第二滤波电感L2的一端，第四功率开关管S4的漏极分别连接第二功率二极管D2的阳极、第六功率开关管S6的发射极，第五功率开关管S5的发射极连接第一功率二极管D1的阳极；第一滤波电感L1的另一端分别连接滤波电容Co的一端、电网vg的一端，第二滤波电感L2的另一端分别连接滤波电容Co的另一端、电网vg的另一端。
参见图6，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例六，其电路组成与附图5所示实施例五相同，但第一功率二极管D1的阳极连接第一滤波电感L1的一端，第一功率二极管D1的阴极连接第五功率开关管S5的集电极，第五功率开关管S5的发射极连接第二滤波电感L2的一端。
参见图7，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例七，其电路组成与附图1所示实施例一相同，但其电路连接关系是，输入电容Cdc的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管S1的漏极、第三功率开关管S3的漏极，输入电容Cdc的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管S2的源极、第四功率开关管S4的源极；第一功率开关管S1的源极分别连接第五功率开关管S5的集电极、第二功率二极管D2的阴极、第一滤波电感L1的一端，第二功率开关管S2的漏极分别连接第五功率开关管S5的发射极、第一功率二极管D1的阳极，第三功率开关管S3的源极分别连接第四功率开关管S4的漏极、第一功率二极管D1的阴极、第六功率开关管S6的集电极、第二滤波电感L2的一端，第六功率开关管S6的发射极连接第二功率二极管D2的阳极；第一滤波电感L1的另一端分别连接滤波电容Co的一端、电网vg的一端，第二滤波电感L2的另一端分别连接滤波电容Co的另一端、电网vg的另一端。
参见图8，其所示为单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例八，其电路组成与附图7所示实施例七相同，但第五功率开关管S5的集电极连接第一滤波电感L1的一端，第五功率开关管S5的发射极连接第一功率二极管D1的阳极，第一功率二极管D1的阴极连接第二滤波电感L2的一端。
附图9是单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例一的驱动原理工作波形，第一功率开关管S1与第四功率开关管S4驱动信号相同，在进网电流正半周按单极性SPWM方式高频工作，负半周关断；第二功率开关管S2与第三功率开关管S3驱动信号相同，在进网电流正半周关断，负半周按单极性SPWM方式高频工作；第五功率开关管S5的驱动信号在正半周长通，负半周关断；第六功率开关管S6的驱动信号在负半周长通，正半周关断。
附图10是单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器电路拓扑实施例一的各开关模态等效电路图。
模态1：等效电路如图10a所示，第一、第四、第五功率开关管导通，其它功率开关管关断，第五功率开关管S5有驱动信号，但没有电流流过，进网电流依次流过第一功率开关管S1、第一滤波电感L1、电网vg、第二滤波电感L2、第四功率开关管S4、；
模态2：等效电路如图10b所示，第五功率开关管导通，其它功率开关管关断，由第五功率开关管S5和第一功率二极管D1构成续流回路，续流回路电位近似为光伏电池电压UPV的一半；
模态3：等效电路如图10c所示，第二、第三、第六功率开关管导通，其它功率开关管关断，进网电流依次流过第三功率开关管S3、第六功率开关管S6、第二滤波电感L2、电网vg、第一滤波电感L1、第二功率开关管S2；
模态4：等效电路如图10d所示，第六功率开关管S6导通，其它功率开关管关断，由第六功率开关管S6和第二功率二极管D2构成续流回路，续流回路电位近似为光伏电池电压UPV的一半。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其输入端与太阳能电池连接，输出端与电网连接，所述单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器包括输入电容支路(1)和进网滤波器支路(3)，其特征在于，所述单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器还包括全桥开关单元(2)，所述输入电容支路(1)、全桥开关单元(2)、进网滤波器支路(3)依次连接，所述全桥开关单元(2)包括第一功率开关管(S1)、第二功率开关管(S2)、第三功率开关管(S3)、第四功率开关管(S4)、第五功率开关管(S5)、第六功率开关管(S6)、第一功率二极管(D1)、第二功率二极管(D2)。
2.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第五功率开关管(S5)的发射极、第二功率二极管(D2)的阳极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第六功率开关管(S6)的集电极和第二功率二极管(D2)的阴极，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第一功率二极管(D1)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极、第二滤波电感(L2)的一端，第五功率开关管(S5)的集电极连接第一功率二极管(D1)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
3.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第一功率二极管(D1)的阴极、第二功率二极管(D2)的阳极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第六功率开关管(S6)的集电极、第二功率二极管(D2)的阴极，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第六功率开关管(S6)的发射极、第二滤波电感(L2)的一端，第五功率开关管(S5)的发射极连接第一功率二极管(D1)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
4.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第一功率二极管(D1)的阴极，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第二功率二极管(D2)的阳极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的集电极连接第二功率二极管(D2)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
5.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第一功率二极管(D1)的阴极，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第六功率开关管(S6)的集电极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阳极、第二功率二极管(D2)的阴极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的发射极连接第二功率二极管(D2)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
6.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第五功率开关管(S5)的集电极、第二功率二极管(D2)的阴极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第一功率二极管(D1)的阴极、第六功率开关管(S6)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第二功率二极管(D2)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极，第五功率开关管(S5)的发射极连接第一功率二极管(D1)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
7.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第二功率开关管(S2)的漏极、第一功率二极管(D1)的阳极、第二功率二极管(D2)的阴极、第一滤波电感(L1)的一端，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第六功率开关管(S6)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端，第四功率开关管(S4)的漏极分别连接第二功率二极管(D2)的阳极、第六功率开关管(S6)的发射极，第五功率开关管(S5)的集电极连接第一功率二极管(D1)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
8.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第二功率二极管(D2)的阴极、第一滤波电感(L1)的一端，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第一功率二极管(D1)的阳极，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阴极、第六功率开关管(S6)的集电极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的发射极连接第二功率二极管(D2)的阳极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
9.根据权利要求1所述的单相不对称全桥非隔离光伏并网逆变器，其特征在于，所述输入电容支路(1)包括输入电容(Cdc)；进网滤波器支路(3)包括第一滤波电感(L1)、第二滤波电感(L2)、滤波电容(Co)；所述输入电容(Cdc)的正端分别连接太阳能电池正输出端、第一功率开关管(S1)的漏极、第三功率开关管(S3)的漏极，输入电容(Cdc)的负端分别连接太阳能电池负输出端、第二功率开关管(S2)的源极、第四功率开关管(S4)的源极；第一功率开关管(S1)的源极分别连接第五功率开关管(S5)的集电极、第六功率开关管(S6)的发射极、第一滤波电感(L1)的一端，第二功率开关管(S2)的漏极分别连接第五功率开关管(S5)的发射极、第一功率二极管(D1)的阳极，第三功率开关管(S3)的源极分别连接第四功率开关管(S4)的漏极、第一功率二极管(D1)的阴极、第二功率二极管(D2)的阳极、第二滤波电感(L2)的一端，第六功率开关管(S6)的集电极连接第二功率二极管(D2)的阴极；第一滤波电感(L1)的另一端分别连接滤波电容(Co)的一端、电网(vg)的一端，第二滤波电感(L2)的另一端分别连接滤波电容(Co)的另一端、电网(vg)的另一端。
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