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                                  浅谈超薄、高性价比单相光伏逆变器的设计方案

                                   2020-07-22    132  

                                  前言

                                  近年来,光伏行业发展迅速,在全民光伏扶贫的政策的驱动下,作为光伏系统中的核心部件光伏逆变器将是竞争的重点。随着市场竞争的白日化,归根结底是产品性能和服务的竞争,而性价比是最为重要的内容,是各大逆变器设计者思考的重点,光伏逆变器国内较早在09年已经研发成功并且达到批量生产,迄今为止,硬件和软件平台较为成熟,进一步的发展无非是在技术层面对机器的如何做的更小,提高功率密度,减小体积,提高综合性价比等方面进行突破。为了顺应我国光伏行业的发展的大趋势,本文从以下几大角度出发浅谈小型化逆变器的设计思路。

                                  一、整机结构:

                                  目前机壳可采用压铸的工艺,将散热器和箱体做成一体,减少了组装的成本,体现一体化的机构设计。PCB的结构上可采用叠板的设计思路,选用小型的继电器和扁平型电感可进行叠板设计。为减小内部PCB的占板面积,电感可设计放在散热器内部,挖个圆形洞把电感放进去,电感上面放置PCBA的组件,电感的端子与PCBA下层进行电气连接如图一模型


                                  图一

                                  二、拓扑:

                                  拓扑设计可参考HERIC(高效率和可靠逆变器概念)如图二,这样的拓扑结构在交流侧增加了一个采用两个背靠背IGBT器件(绝缘栅双极型晶体管)的旁路桥臂。交流旁路提供了两个重要功能。

                                  2.1理论分析:

                                  1)在零电压状态时避免了L1(2)和CPV间的无功功率交换,从而提高了效率。

                                  2)在零电压状态时将光伏模块和电网隔离,从而消除了VPE中的高频成分

                                  这种设计主要特征为:

                                  1)S1-S4和S2-S3以高频方式开关,S+(S-)以电网频率开关。

                                  2)存在两种零电压状态:S+=ON和S-=ON(当桥臂关断时)

                                  优点:

                                  1)滤波器上的电压是单极性的(0→+VPV→0→-VPV→0),从而降低了铁芯的消耗。

                                  2)效率可高达97%,这是因为零电压状态时在L1(2)和CPV间没有无功功率交换,并且一个桥臂的开关频率低。

                                  3)VPE中只含有电网频率分量而没有开关分量,因此产生的漏电流和EMI都很小。

                                  应用该拓扑设计,改善了采用双极性调制的全桥逆变器的性能,它通过交流旁路为电路 增加零电压状态提高了效率。由于这种拓扑结构的效率高和漏电流及EMI小,因此它非常适合用于无变压器型光伏逆变器。Sunways将这一经典的H桥型的新型拓扑申请的专利,适合2.7~5KW功率段产品。

                                  2.2 专利规避

                                  为了促进我国光伏行业的发展,针对上述HERIC拓扑,可以在专利方面做些规避。比如可以在图二的S1管或S3管与BUS+串入一个处于常通状态的IGBT,综合看比H6的成本更低,从研发经验看layout走线较为顺利,可实现双层板,相比四层板价格价格可降30%。

                                  图二

                                   «上一页   1   2   …   3   下一页»   
                                  责任编辑:suna
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