逆变器的制作方法

本技术涉及电力电子，尤其涉及一种逆变器。

背景技术：

1、在新能源发电领域，如太阳能发电领域，太阳能光伏板，也称为光伏组件，通常经过串并联后将其自身产生的直流电传输给逆变器，逆变器将接收到的直流电转变为交流电后输出给负载或者电网。

2、光伏组件和逆变器之间由直流母线连接，由于电力线在运输或者使用过程中可能出现破损，导致直流母线与大地发生短路，影响到逆变器内部的电路安全，尤其是影响到逆变器中逆变电路的逆变桥臂的功率管的器件安全。

3、如何防止直流母线线缆破损带来的对功率器件的不利影响是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供的技术方案，应用于逆变器中，可以防止光伏组件和逆变器之间的直流母线对地短路给功率器件带来的过流损害。

2、第一方面，本技术提供了一种逆变器，包括逆变电路和直流母线，所述逆变电路用于通过所述直流母线与光伏组件连接，并用于将所述光伏组件输出的直流电转换为交流电输出给交流负载；所述逆变电路包括逆变桥臂，所述逆变桥臂包括多个功率管，所述功率管包括一个开关管和一个与所述开关管并联连接的二极管；所述多个功率管包括串联在所述直流母线的正极和所述直流母线的负极之间的第一组功率管和第二组功率管，所述第一组功率管和所述第二组功率管的连接点为所述逆变桥臂的输出点，所述第一组功率管中的二极管和所述第二组功率管中的二极管的电流导通方向与所述光伏组件的正极输出端流向所述光伏组件的负极输出端的的电流方向相反；所述逆变桥臂还包括第一分流支路，所述第一分流支路包括第一二极管、第一稳压管和第一晶闸管，所述第一二极管的阳极连接所述第一晶闸管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第一稳压管的阴极，所述第一稳压管的阳极连接所述第一晶闸管的门极，所述晶闸管的导通方向与所述第一组功率管中的二极管的导通方向相同；所述第一分流支路与所述第一组功率管并联连接；或者，所述第一分流支路包括多条，每条所述第一分流支路分别与所述第一组功率管中的每个功率管并联连接。

3、本技术提供的技术方案中，综合利用了晶闸管、二极管和稳压管的电特性，设计出一个分流支路，从而在直流母线对地短路而导致逆变桥臂上的功率管流过短路大电流时能及时进行分流，从而保护逆变桥臂上的功率管避免受到过流损害。

4、在一种可能的实施例中，所述逆变器还包括直流变换电路，所述直流变换电路包括串联在所述直流母线上的电感和第三二极管，所述电感一端用于连接所述光伏组件，所述电感的另一端连接所述第三二极管的一端，所述第三二极管的另一端连接所述第二组功率管，所述第三二极管的导通方向与所述光伏组件的正极输出端流向所述光伏组件的负极输出端的电流方向相同。

5、应理解，由于直流变换电路的存在，直流变换电路中的二极管可以防止逆变电路桥臂中其中一侧的开关管受到直流母线短路大电流的损害，此时只需要保护另一侧的开关管即可。

6、在一种可能的实施例中，所述逆变器包括升压功率管；所述电感的一端用于通过所述直流母线连接所述光伏组件的正极输出端，所述电感的另一端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第四功率管中的二极管的阴极，所述第一功率管中的二极管的阳极用于通过所述直流母线连接所述光伏组件的负极输出端，所述升压功率管中的二极管的阴极连接在所述电感和所述第一二极管之间的接线上，所述升压功率管中的二极管的阳极连接在所述直流母线的负极；或者，所述电感的一端用于通过所述直流母线连接所述光伏组件的负极输出端，所述电感的另一端连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述第四功率管中的二极管的阳极，所述第二功率管中的二极管的阴极用于通过所述直流母线连接所述光伏组件的正极输出端，所述升压功率管中的二极管的阳极连接在所述电感和所述第一二极管之间的接线上，所述升压功率管中的二极管的阴极连接在所述直流母线的正极。

7、应理解，直流变换电路可采用boost电路，并且boost电路有两种典型的连接方式。

8、在一种可能的实施例中，所述第一组功率管包括串联连接的第一功率管和第二功率管，所述第一分流支路与所述第一功率管和所述第二功率管并联连接。在这种设计中，一条第一分流支路可以同时保护两个功率管。

9、在一种可能的实施例中，所述第一组功率管包括串联连接的第一功率管和第二功率管，所述第一分流支路包括两条，每条所述第一分流支路分别与所述第一功率管和所述第二功率管并联连接。在这种设计中，两条第一分流支路可以同时分别保护两个功率管。

10、在一种可能的实施例中，所述逆变桥臂还包括第二分流支路，所述第二分流支路包括第二二极管、第二稳压管和第二晶闸管，所述第二二极管的阳极连接所述第二晶闸管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极连接所述第二晶闸管的门极，所述晶闸管的导通方向与所述第二组功率管中的二极管的导通方向相同；所述第二分流支路与所述第二组功率管并联连接；或者，所述第二分流支路包括多条，每条所述第二分流支路分别与所述第二组功率管中的每个功率管并联连接。

11、应理解，在没有直流变换电路的单级性逆变器架构中，采用两条分流支路分别保护逆变桥臂的上桥臂和下桥臂的开关管是更保险的设计。

12、在一种可能的实施例中，所述第一组功率管包括第一功率管，所述第二组功率管包括第四功率管；所述第一分流支路与所述第一功率管并联连接；所述第二分流支路与所述第四功率管并联连接。

13、在一种可能的实施例中，所述逆变桥臂还包括第二分流支路，所述第二分流支路采用与所述第一分流支路同样的电路拓扑。具体地，所述第二分流支路包括第二二极管、第二稳压管和第二晶闸管，所述第二二极管的阳极连接所述第二晶闸管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极连接所述第二晶闸管的门极，所述晶闸管的导通方向与所述第二组功率管中的二极管的导通方向相同；所述第一组功率管包括串联连接的第一功率管和第二功率管，所述第二组功率管包括串联连接的第三功率管和第四功率管；所述第一分流支路与所述第一功率管和所述第二功率管并联连接；所述第二分流支路与所述第三功率管和所述第四功率管并联连接。

14、在一种可能的实施例中，所述逆变桥臂还包括第二分流支路，所述第二分流支路包括第二二极管、第二稳压管和第二晶闸管，所述第二二极管的阳极连接所述第二晶闸管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极连接所述第二晶闸管的门极，所述晶闸管的导通方向与所述第二组功率管中的二极管的导通方向相同；所述第一组功率管包括串联连接的第一功率管和第二功率管，所述第二组功率管包括串联连接的第三功率管和第四功率管，所述第一分流支路包括两条，所述第二分流支路包括两条，每条所述第一分流支路分别与所述第一功率管和所述第二功率管并联连接，每条所述第二分流支路分别与所述第三功率管和所述第四功率管并联连接。在这种设计中，每个功率管都有一条分流支路进行保护，更加安全可靠。

15、在一种可能的实施例中，包括串联连接的两个母线电容，所述两个母线电容并联连接于所述直流变换电路和所述逆变电路之间；所述第二组功率管包括第三功率管和第四功率管，其中，所述第三功率管中的二极管的阳极连接所述两个母线电容的连接点，所述第三功率管中的二极管的阴极连接所述第四功率管中的二极管的阴极，所述第四功率管中的二极管的阳极连接所述逆变桥臂的输出点，或者，所述第四功率管中的二极管的阳极连接所述两个母线电容的连接点，所述第四功率管中的二极管的阴极连接所述第三功率管中的二极管的阴极，所述第三功率管中的二极管的阳极连接所述逆变桥臂的输出点。

16、应理解，本技术提供的技术方案可以灵活应用于采用t型逆变桥臂的逆变器中。

17、在一种可能的实施例中，包括串联连接的两个母线电容，所述两个母线电容并联连接于所述直流变换电路和所述逆变电路之间；所述逆变桥臂包括两个第三二极管，所述第二组功率管包括串联连接的第三功率管和第四功率管，所述两个第三二极管串联连接在所述第一功率管和所述第二功率管的连接点以及所述第三功率管和所述第四功率管的连接点之间，所述两个第三二极管的连接点与所述两个母线电容的连接点连接。

18、应理解，本技术提供的技术方案可以灵活应用于采用i型逆变桥臂的逆变器中。

19、在一种可能的实施例中，包括串联连接的两个母线电容，所述两个母线电容并联连接于所述直流变换电路和所述逆变电路之间；所述逆变桥臂包括两个第五功率管，所述第二组功率管包括串联连接的第三功率管和第四功率管，所述两个第五功率管串联连接在所述第一功率管和所述第二功率管的连接点以及所述第三功率管和所述第四功率管的连接点之间，所述两个第五功率管的连接点与所述两个母线电容的连接点连接。

20、应理解，本技术提供的技术方案可以灵活应用于采用anpc型逆变桥臂的逆变器中。