CN102684543A

CN102684543A - 350w小功率模块化h逆变桥串级太阳能逆变器系统

Info

Publication number: CN102684543A
Application number: CN201210176744XA
Authority: CN
Inventors: 杜仲
Original assignee: Nanjing Boshi Shanghui Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Boshi Shanghui Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明是350W小功率模块化H逆变桥串级太阳能逆变器系统，其特征是用低压MOSFET，单片机来建造模块化H逆变桥，并组态成串级太阳能逆变器系统，该系统包括一个主控制器和多路N个模块化H逆变桥，整个系统只有单一的交流输出，每一个模块化H逆变桥只完成部分逆变功能。优点：使用低压60V功率MOSFET来建造H桥逆变器，不使用昂贵的高压IGBT；可以检测到每一块太阳能板的工作和故障状态，非常方便太阳能发电站的日常维护和检修；在不同的模块间可以使用不同厂家特性不完全一致的太阳能板；使用模块的组态可以输出220V单相和220V三相电压，电压等级可以根据应用调节。

Description

350W小功率模块化H逆变桥串级太阳能逆变器系统

技术领域

本发明涉及的是一种350W小功率模块化H逆变桥串级太阳能逆变器系统，属于太阳能逆变器技术领域。

背景技术

目前还没有发现有模块化H逆变桥串级太阳能逆变器这一种产品。中国市场只有中心控制式太阳能逆变器，这种方式是将多个太阳能电池模块并联与串联后，再与一个大功率逆变器连接，大功率逆变器的输出连接到电网上，向电网供电。其缺陷在于1）如果有因阴影导致日照不均以及太阳能电池板本身由于品牌特性不均等导致其中一个模块输出功率下降，整体的输出功率就会大幅降低的问题，严重情况下单个太阳能电池板的故障可以导致整个系统的停止运行；2）由于太阳能电池板需要一定的占地面积，使用较大功率的逆变器会导致太阳能电池板的连线很远；3）系统检测只能达到每一个太阳能板串，而不能达到每一块板，这样会给系统维护造成困难；第四个缺点是串联的太阳能板特性必须一致，否则会降低效率。

发明内容

本发明提出的是一种350W小功率模块化H逆变桥串级太阳能逆变器系统，其目的旨在解决现有技术所在的上述缺陷，直接接收1~2块太阳能板的并联输入，解决串联太阳能板输入型传统逆变器只要一个太阳能板故障就能影响整个串联系统的缺点；使用低压60V功率MOSFET来建造H桥逆变器，不使用昂贵的高压IGBT；可以检测到每一块太阳能板的工作和故障状态，非常方便太阳能发电站的日常维护和检修；在不同的模块间可以使用不同厂家特性不完全一致的太阳能板；使用模块的组态可以输出220V单相和220V三相电压，电压等级可以根据应用调节。

本发明的技术解决方案：其特征是用低压MOSFET，单片机来建造模块化H逆变桥，并组态成串级太阳能逆变器系统，该系统包括一个主控制器和多路N个模块化H逆变桥，整个系统只有单一的交流输出，每一个模块化H逆变桥只完成部分逆变功能。

本发明的优点：与传统技术比较本发明具有如下的有益效果：1）传统太阳能逆变器中单个太阳能板故障会影响整个串联系统的运行，本发明解决了单个太阳能板故障会影响整个串联太阳能板系统的问题。如果连接到单个太阳能逆变器的太阳能板故障，该模块能够自动旁路故障的太阳能电池板，不影响其他太阳能板的运行；2）传统太阳能逆变器必须使用高压IGBT/MOSFET等器件来输出高电压，或者使用低压器件和变压器来输出高压。本产品解决了用多个低压模块不使用变压器来组态成单一220V/120V电网电压系统的问题；3）传统太阳能逆变器不能监测到每一块太阳能板，本产品可以监测太阳能发电系统中每一块太阳能板的电压/电流；4）传统太阳能逆变器没有在现场组态单相系统和三相系统的功能，本产品解决了7000W以内单相系统和10kW以内三相系统都可以使用单一模块来组态实现的问题；5）传统太阳能逆变器在串连太阳能板时，必须使用相同的太阳能板，否则会降低整个太阳能系统的效率，本产品解决了不同品牌和特性的太阳能板可以在一个系统中混用的问题。

附图说明

附图1是单个模块化H逆变桥的结构示意图。

附图2是二个模块化H逆变桥级联连接的结构示意图。

附图3是串级太阳能逆变器系统的结构示意图。

具体实施方式

对照附图1，其结构有模块化H逆变桥有四个单一的60V功率MOSFET，即S1第一MOSFET，S2第二MOSFET，S3第三MOSFET，S4第四MOSFET；四个单一的60V功率MOSFET间的连接关系是：串接后的S1第一MOSFET、S3第三MOSFET与串接后的S2第二MOSFET、S4第四MOSFET并联；工作时，通过控制S1第一MOSFET，S4第四MOSFET导通，S2第二MOSFET，S3第三MOSFET断开来输出正电压；通过控制S2第二MOSFET，S3第三MOSFET导通，S1第一MOSFET，S4第四MOSFET断开来输出负电压；通过控制S1第一MOSFET，S2第二MOSFET导通，S3第三MOSFET，S4第四MOSFET断开来输出零电压；或者通过控制S1第一MOSFET，S2第二MOSFET断开，S3第三MOSFET，S4第四MOSFET导通来输出零电压。

对照附图2，其结构是第一个模块化H逆变桥的正信号输出端与第二个模块化H逆变桥的负信号输出端相接成级联连接。

对照附图3，其结构包括一个主控制器和多路N个模块化H逆变桥，整个系统只有单一的交流输出，每一个模块化H逆变桥只完成部分逆变功能。

所述的主控制器和多路N个模块化H逆变桥的连接关系是：主控制器的控制信号输出/输入端与各路的N个模块化H逆变桥的信号输入/输出端一一对应相接。

逆变控制：主控制器向所有模块化H逆变桥同时发出PWM脉宽调制控制命令，所有的模块化H逆变桥同步响应逆变控制命令。

整个系统的组成是一个主从控制系统，主机用CAN总线向系统中所有的模块化H逆变桥发出逆变指令，同时接收模块化H逆变桥发送回来的逆变状态信息和太阳能板信息，主机通过模块化H逆变桥的信息和应用的信息，自动调节逆变控制指令。逆变同步信号和逆变频率使用脉冲数字信号发出，和CAN总线的通信信号独立。主机控制器和模块化H逆变桥都使用单片机来实现控制和通讯。

太阳能板监测每一个太阳能模块在接收主机命令的同时，通过CAN通讯总线向主机报告太阳能电池板的电压/电流信号。指示太阳能板的工作是否正常。

用CAN通讯总线来实现主机和模块化H逆变桥之间的控制通讯和数据通讯；使用一个数字脉宽信号来同步所有模块化H逆变桥的PWM正弦脉宽控制；使用数字脉宽信号可以同时传送频率信号；使用多个模块化H逆变桥的不同组态来实现单相系统/三相系统的逆变功能；使用的输出电压等级可以通过模块个数来控制；使用可以直接连接电池，超级电容器等储能装置。

Claims

1.350W小功率模块化H逆变桥串级太阳能逆变器系统，其特征是用低压MOSFET，单片机来建造模块化H逆变桥，并组态成串级太阳能逆变器系统，该系统包括一个主控制器和多路N个模块化H逆变桥，整个系统只有单一的交流输出，每一个模块化H逆变桥只完成部分逆变功能。

2.根据权利要求1所述的350W小功率模块化H桥串级太阳能逆变器系统，其特征是所述的模块化H逆变桥有四个单一的60V功率MOSFET，即S1第一MOSFET，S2第二MOSFET，S3第三MOSFET，S4第四MOSFET；四个单一的60V功率MOSFET间的连接关系是：串接后的S1第一MOSFET、S3第三MOSFET与串接后的S2第二MOSFET、S4第四MOSFET并联；工作时，通过控制S1第一MOSFET，S4第四MOSFET导通，S2第二MOSFET，S3第三MOSFET断开来输出正电压；通过控制S2第二MOSFET，S3第三MOSFET导通，S1第一MOSFET，S4第四MOSFET断开来输出负电压；通过控制S1第一MOSFET，S2第二MOSFET导通，S3第三MOSFET，S4第四MOSFET断开来输出零电压；或者通过控制S1第一MOSFET，S2第二MOSFET断开，S3第三MOSFET，S4第四MOSFET导通来输出零电压。

3.根据权利要求1所述的350W小功率模块化H桥串级太阳能逆变器系统，其特征是所述的主控制器和多路N个模块化H逆变桥间的连接关系是：主控制器的控信号输出/输入端与各路的N个模块化H逆变桥的信号输入/输出端一一对应相接。

4.根据权利要求2所述的350W小功率模块化H桥串级太阳能逆变器系统，其特征是模块化H逆变桥有二个，它们间的级联连接是通过第一个模块化H逆变桥的正信号输出端与第二个模块化H逆变桥的负信号输出端相接。