h5拓扑逆变器

光伏漫谈4- 逆变器拓扑结构

       光伏逆变器作为光伏发电核心设备，其设计与应用根据不同功率需求与场景，采用的电路拓扑结构存在显著差异。主要拓扑结构包括工频隔离、高频隔离、非隔离以及特殊的组串式逆变器NPC拓扑等。

       工频隔离逆变器采用工频50Hz变压器实现功率传输，结构相对简单，由整流桥、滤波和工频变压器组成，但受限于体积较大的变压器，实际应用中较少使用。

       高频隔离逆变器在微型逆变器中较为常见，为了保障人体安全，需要在交流与直流侧隔离。此拓扑结构采用高频隔离，可显著减小体积。三种常用拓扑结构包括昱能的250W微型逆变器、禾迈MI-700的交错反激拓扑以及不含直流母线串联谐振的拓扑。前两种拓扑在高压电容使用、控制复杂度和效率上有所差异，后者则无需高压电容，但需要增加低压大电容，控制简单，适合小功率应用。

       非隔离逆变器通过直接将光伏输入升压至工频信号，进而实现组串式逆变，相比隔离型，此类逆变器效率更高、成本更低，但存在零点偏移、直流分量等问题。为解决此类问题，可以采用交流或直流旁路方式隔断DC分量。专利H5技术通过5个开关管实现了直流旁路逆变器，通过交替控制实现完整的正弦输出。

       组串式逆变器中，NPC三电平逆变器因其效率高、谐波小而广受青睐。I型NPC结构正负半周期由不同的IGBT承担开关损耗，ANPC结构则通过在每个IGBT旁并联IGBT来平衡内（Q2和Q3）外（Q1和前）管之间的损耗。T型三电平拓扑则通过减少开关损耗，提高效率，但需要IGBT耐压达到母线电压的两倍，适用于低压系统或高压功率管应用。

       随着功率器件特性和耐压的提升，某些拓扑结构的竞争力增强。同时，学术研究的深入与功率器件的变化将催生更多逆变器拓扑，进一步提升应用效率，降低体积和成本。技术发展将持续推动逆变器拓扑的创新与优化。

光伏逆变器漏电流检测方法有哪些

       光伏逆变器的漏电流检测是确保系统安全与稳定的关键环节。光伏系统的漏电流，源于光伏系统与大地之间的寄生电容，当形成回路时，共模电流便会产生。对于配备工频变压器的系统，寄生电容可一定程度抑制共模电流，但无变压器系统中，漏电流控制尤为重要，因为其环路阻抗低，可能导致电流畸变和电磁干扰，甚至对人身安全构成威胁。

       按照NB32004-2013标准，逆变器必须具备漏电流检测功能，能监测直流和交流部分的有效值电流，当电流超过特定限值时，应断开并发出故障信号。检测精确度要求高，需使用B型电流传感器，安装在输出接口，监测接地电极电流。

       漏电流控制技术是研究热点，涉及寄生电容、共模电压变化率等因素。传统逆变器拓扑如H4桥通过双极性PWM调制抑制漏电流，全H桥和H5拓扑通过调整开关状态保持共模电压稳定。HERIC和H6拓扑则通过直流或交流旁路，控制电压，有效降低漏电流。

       总的来说，光伏逆变器漏电流检测和控制方法多种多样，通过优化拓扑结构、调制方式以及利用多电平技术，旨在降低漏电流，确保系统的正常运行和用户安全。

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       随着光伏电池技术的快速发展，光伏模块成本的不断降低以及电力电子技术的进步，分布式光伏发电系统相比其他可再生能源系统表现出极强的市场竞争力。光伏微型逆变器，也称为光伏交流模块式逆变器，因具有发电量高、安全性好、制造成本低，高频微型逆变器排名、安装维护方便、支持“即插即用”，高频微型逆变器排名、系统容量易于扩展等优点，在分布式光伏发电系统中逐渐被采用。基于虚拟直流母线结构的反激式微型逆变器，输入输出隔离、结构紧凑、控制简单，近年来成为研究热点。华南理工大学电力学院、深圳茂硕电气有限公司的研究人员对相关研究成果进行分析，针对当前研究中的不足，将一个开关管和一个二极管集成于升压-反激变换器，构建了一种非隔离虚拟直流母线混合微型逆变器。该电路拓扑在半工频周期内交替工作于升压-反激（Boost-Flyback,BF）模式和反激（Flyback,F）模式：当工作于BF模式时，在低的变压器匝比和漏感量下，获得了高的电压增益和低的电压应力，此外，还提供了固有的无损吸收电路，漏感能量得以回收利用，实现了主开关管的电压钳位；F模式解决了BF模式不能降压的问题，高频微型逆变器排名，使得在直流母线处产生直流正弦全波（馒头波）成为可能。国内光伏并网逆变器品牌。高频微型逆变器排名

       微型逆变器，一般指的是光伏发电系统中的功率小于等于1000瓦、具有组件级MPPT的逆变器，全称是微型光伏并网逆变器。“微型”是相对于传统的集中式逆变器而言的。传统的光伏逆变方式是将所有的光伏电池在阳光照射下生成的直流电全部串并联在一起，再通过一个逆变器将直流电逆变成交流电接入电网；微型逆变器则对每块组件进行单独逆变，是由一块太阳能电池板与一个逆变器组成的。其优点是可以对每块组件进行的MPPT控制，能够大幅提高整体效率，同时也可以避免集中式逆变器具有的直流高压、弱光效应差、木桶效应等。从目前来看，微逆变器的优点非常明显，在实际应用中，若组串型逆变器出现故障，则会引起几千瓦的电池板不能发挥作用，而微型逆变器故障造成的影响相当之小，由此可见，微逆变器的前景非常广阔，相信在未来，微逆变器将掀起逆变器领域的变革浪潮。光伏微型逆变器作为一种新型的光伏并网装置，有着广阔的发展前景。节能微型逆变器知识冷知识！你不知道的微型逆变器作用及优点。

       电路结构：由于单块面板输出电压较低，为使直流侧电压高于网侧峰值电压，微型逆变器应具备升压环节。目前微型逆变器多采用高频变压器，该方案具备较高的功率密度，效率高，而且能够实现光伏电池与网侧的电气隔离[1]。基于高频变压器的单级式电路结构较为简单，而多级式电路结构通常较为复杂。根据功率变换方式的不同，可分为两类。首先将直流电通过前级变换器变换为高频交流电，变压器次级整流为直流，经过逆变环节转换为工频交流。若前级高频交流电为按照正弦脉宽调制，次级可直接通过周波变换器直接变换为工频交流电。有研究提出一种基于Boost变换器和乘法升压单元组合的高增益升压变换器，亦可作为两级式变换器直流升压环节。有研究]对两种DC/DC升压方式进行了研究，基于Boost和升压单元级联的解决方案效率为，文章指出引入无源缓冲电路后，该效率会进一步提升。采取高频变压器升压方案效率约为96%，两种方案的效率相当。高频变压器可以实现光伏面板和网侧的电气隔离，目前大部分微型逆变器拓扑升压环节均采用高频变压器。若采取高增益DC/DC变换器升压方案，逆变器可以考虑采用如图4所示的H5等非隔离型逆变器拓扑。

       微型逆变器RSMI-1200RSMI-1200智能微型逆变器（特点介绍）1、可以同时连接4块太阳能电池板并网发电；2、具有4路MPPT控制；3、额定输出功率为1200W；4、适合320W以下的太阳能电池板；5、适用于单相和三相并网发电6、直接安装在支架上；7、防水等级为IP65；8、设计寿命为25年。RSMI-1200：建议组件STC功率范围：180～320W；较大直流输入电压55V；直流启动电压：22V；MPPT电压范围：22V～45V；比较大直流输入电流：12A；单路较大输入功率：300W；过电压等级：Ⅱ；额定输出功率：1200W；较大输出电流：；较大输出功率：1250W论微型逆变器在家庭分布式电站的应用优势。

       微型逆变器，一般指的是光伏发电系统中的功率小于等于1000瓦、具组件级MPPT的逆变器，全称是微型光伏并网逆变器。“微型”是相对于传统的集中式逆变器而言的。传统的光伏逆变方式是将所有的光伏电池在阳光照射下生成的直流电全部串并联在一起，再通过一个逆变器将直流电逆变成交流电接入电网；微型逆变器则对每块组件进行逆变。其优点是可以对每块组件进行的MPPT控制，能够大幅提高整体效率，同时也可以避免集中式逆变器具有的直流高压、弱光效应差、木桶效应等。1、安全传统集中型逆变器或组串式逆变器通常具有几百伏上千伏的直流电压，容易起火，且起火后不易扑灭。微逆几十伏的直流电压，全部并联，很大程度降低了安全隐患。2、智能组件级的监控，可在ECU中看到每块组件的工作状态。[1]3、多发电组件级的MPPT，无木桶效应，降低了遮挡对发电量的影响；弱光效应好，因为启动电压低，20V，在光照弱的时候也能工作。4、寿命长通常微逆设计寿命为25年，传统逆变器为10年。5、方便、美观不需要专门建设配电房，微逆可以直接安装在组件后面或者支架上，因为是并联结构，后期增加规模可直接安装，无需更改之前的配置。大功率逆变器+低电压并网，实现工商业项目降本。标准微型逆变器行价

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单相小功率逆变器拓扑

       逆变器技术在光伏并网系统中的应用日益广泛，尤其在低压电网指令和无功调节方面面临挑战。常见拓扑结构在抑制漏电流和共模电流方面存在局限性，因此高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制成为关键。本文将详细介绍逆变器拓扑在这些问题上的解决方案和改进。

       传统小功率逆变器主要使用H4单相全桥拓扑，但由于存在漏电流问题，需要通过改变调制策略或增加RC吸收电路、输出隔离变压器等方式解决，这些措施会导致效率下降、体积增大和成本增加。德国SMA公司推出的H5结构从根本上解决了漏电流问题，随后出现了一系列解决漏电流的拓扑，如H6、双Buck拓扑等，这些拓扑在提高效率方面表现出色。

       抑制共模电流是提升逆变器性能的关键之一。共模电流影响系统安全，降低效率，并引入谐波。逆变器中寄生电容的存在导致共模电压变化，进而产生共模电流。抑制共模电流的方法主要是降低共模电压的频率或维持共模电压不变。在实际应用中，选择合适的拓扑结构对于抑制共模电流至关重要。

       H4和H6拓扑在抑制共模电流方面的性能分析表明，H6拓扑相对H4拓扑在共模电流抑制上具有优势。H6逆变拓扑采用单极性SPWM调制，产生高频SPWM输出波形，通过LC滤波器连接市电。控制环路通过采样BUS电压、市电电压和电感电流，实现输出电流与市电电压相位的同步，同时满足各法规对输出电流的要求。在工作原理中，H6逆变桥采用6个开关管驱动波形，实现高频和低频开关管的优化配置，以减少损耗和提高效率。

       在H6拓扑中，开关管的选取考虑了开关频率和电流峰值等因素，以确保在稳定工作条件下，高频开关管开关动作时的△Vds范围较小，从而减少开关损耗。此外，通过合理配置二极管、滤波电感和滤波电容，实现逆变器的高效运行和良好的电流输出波形。

       为了进一步优化逆变器的性能，设计了差分采样电路和抬升电路，以满足DSP28335的ADC输入电压范围需求。逆变器的输出滤波器采用LC或LCL结构，选择合适的滤波器结构以满足不同应用场合的需求，从而实现对高频谐波的有效衰减。

       最后，通过双极性和单极性SPWM控制方式的比较，双极性SPWM虽然在损耗和电感电流纹波方面相对较高，但不存在共模漏电流问题，且不容易产生过零点畸变。因此，在设计逆变器控制策略时，需要综合考虑效率、损耗和系统稳定性等因素。

       综上所述，高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制策略是小功率逆变器面临的技术难题。通过采用先进的拓扑结构、优化控制策略和合理配置电路组件，可以显著提升逆变器的性能和可靠性，满足低压电网指令和无功调节的需求。

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