一種6-20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏逆變器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，特別涉及一種6-20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏逆變器是太陽(yáng)能發(fā)電的關(guān)鍵性設(shè)備之一，光伏逆變器內(nèi)部使用了大量的電力電子器件，在使用過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量的電磁干擾，嚴(yán)重影響電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的正常使用。因此，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)公司和能源局對(duì)光伏逆變器的電磁兼容干擾越來(lái)越重視，國(guó)家能源局于2013年發(fā)布了光伏逆變器的新標(biāo)準(zhǔn)NB/T 32004，和之前的金太陽(yáng)標(biāo)準(zhǔn)相比，增加了對(duì)電磁兼容的要求。
[0003]而共模電感正是解決電磁兼容的關(guān)鍵器件，市面上的光伏逆變器使用的共模電感的材料是鐵氧體磁芯，鐵氧體共模電感具有體積大、溫升高，損耗大和重量重等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了光伏逆變器的發(fā)展。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的6_20kW光伏逆變器采用傳統(tǒng)的鐵氧體共模電感設(shè)計(jì)，在EMC測(cè)試上，采用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為EN55022-CLASSB的傳導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。從圖1中看出，頻率在150k_900kHz時(shí)，3.3M附近和8.5M附近，準(zhǔn)峰值和平均值嚴(yán)重超標(biāo)，分析是由于高頻開(kāi)關(guān)管帶出的高頻共模干擾產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有解決此類(lèi)問(wèn)題的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種6-20kW光伏逆變器在150kHz-10MHz中降低EMC干擾的方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種6_20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法，該方法包括在光伏逆變器中采用非晶共模電感組成濾波電路。
[0008]優(yōu)選地，所述非晶共模電感采用63/50/25的非晶電感，三相四線(xiàn)的繞線(xiàn)方法，銅線(xiàn)為2.7mm，匝數(shù)為12西，電感量為8mH。
[0009]優(yōu)選地，所述非晶共模電感為兩個(gè)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明采用非晶共模電感的運(yùn)用，一方面可以降低6-20kW光伏逆變器中EMC的干擾，另一方面可使共模電感的占用PCB面積減少約40%，共模電感溫升降低20度左右，整機(jī)效率提升0.2%左右，整體重量減輕約1.5公斤。
【附圖說(shuō)明】
[0011]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中6_20kW光伏逆變器未通過(guò)EMC傳導(dǎo)測(cè)試圖。
[0013]圖2本發(fā)明所述6_20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法中非晶共模電感的線(xiàn)圈繞制圖。
[0014]圖3是本發(fā)明所述6_20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法中非晶共模電感的頻率-阻抗特性圖。
[0015]圖4是本發(fā)明中的6_20kW光伏逆變器順利通過(guò)EMC傳導(dǎo)測(cè)試圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0017]本發(fā)明提供一種6_20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法，具體是針對(duì)光伏逆變器的EMC特性，判斷各頻率點(diǎn)干擾是如何產(chǎn)生的，然后針對(duì)這種干擾來(lái)設(shè)計(jì)濾波電路。
[0018]參閱圖1所示，其為改善前的傳導(dǎo)測(cè)試的測(cè)試情況，采用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為EN55022-CLASSB的傳導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。從圖中看出，頻率在150k_900kHz時(shí)，3.3M附近和8.5M附近，準(zhǔn)峰值和平均值嚴(yán)重超標(biāo)，分析是由于高頻開(kāi)關(guān)管帶出的高頻共模干擾產(chǎn)生的。
[0019]針對(duì)150k-900kHz設(shè)計(jì)非晶共模電感，并將設(shè)計(jì)得電感進(jìn)行阻抗頻率分析(圖3)。得到一個(gè)最佳滿(mǎn)足150k-10MHz高阻抗的特性。這是由于共模電感的工作原理就是低頻時(shí)低阻抗，高頻時(shí)高阻抗，而EMC設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是消耗和阻止高頻干擾傳導(dǎo)出去干擾電網(wǎng)。通過(guò)圖1的測(cè)試結(jié)果，可以知道150k-900kHz干擾很大。因此利用電感高頻高阻抗的特性，找到在頻率150k-900k條件下高阻抗的電感，就能將該頻率段的EMC干擾消耗或阻止傳導(dǎo)出去。
[0020]本發(fā)明中采用一款針對(duì)150K-10MHZ的非晶共模電感。具體是采用63/50/25的非晶電感，并采用三相四線(xiàn)的繞線(xiàn)方法(如圖2，其中N1、N2、N3和N4分別代表第一繞制線(xiàn)圈、第二繞制線(xiàn)圈、第三繞制線(xiàn)圈和第四繞制線(xiàn)圈)，銅線(xiàn)為2.7mm,匝數(shù)為12匝，電感量為8mH左右。本發(fā)明采用的非晶共模電感和鐵氧體電感相比，厚度從50mm減到25mm，并采用立式的設(shè)計(jì)方法，其占用PCB的面積比傳統(tǒng)鐵氧體電感縮小了 40%左右。而且銅線(xiàn)的長(zhǎng)度減少了 40%左右，電感的電阻大大減少，電感溫升從100度左右降至80度左右，降低了逆變器整體溫度，提高了逆變器的壽命和安全。如圖3所示，為其阻抗頻率特性，縱坐標(biāo)的單位是k歐，橫坐標(biāo)單位是kHz，可以從圖看出，在100k-15MHz的阻抗大于0.5k歐，滿(mǎn)足對(duì)于150k-1OMHz干擾的設(shè)計(jì)要求。
[0021]本發(fā)明在使用了 2個(gè)該非晶共模電感組成濾波電路后，成功解決了光伏逆變器在150kHz-10MHz的EMC干擾，并成功通過(guò)EMC傳導(dǎo)測(cè)試。具體如圖4所示。
[0022]本發(fā)明針對(duì)6_20kW光伏逆變器的EMC問(wèn)題，突破傳統(tǒng)的鐵氧體共模電感的設(shè)計(jì)，運(yùn)用非晶共模電感設(shè)計(jì)，成功解決傳導(dǎo)干擾和低頻輻射干擾，減小了逆變器體積，降低了溫升，減輕了整體重量，該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，成本不高，便于生產(chǎn)，有很高的批量生產(chǎn)的價(jià)值。而且經(jīng)過(guò)該電路濾波后，輸出的AC交流電的電磁干擾很低，并滿(mǎn)足EN61000-6-2:2005 ;EN61000-6-3:2007, EN 55022CLASS B 標(biāo)準(zhǔn)(這些標(biāo)準(zhǔn)等同對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo) GB/T 17799.2 ；GB_17799-3 ；GB_9254-2008)，也符合國(guó)家能源局針對(duì)光伏逆變器的新標(biāo)準(zhǔn)NB/T 32004的EMC要求。同時(shí)也使產(chǎn)品成功通過(guò)國(guó)際檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)必維國(guó)際(BV)的EMC測(cè)試，獲得了必維國(guó)際的CE證書(shū)，證書(shū)編號(hào)1388AB0530N010001。
[0023]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是專(zhuān)利所有者可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過(guò)本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種6-20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法，其特征在于:該方法具體為在光伏逆變器中采用非晶共模電感組成濾波電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6-20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法，其特征在于:所述非晶共模電感采用63/50/25的非晶電感，三相四線(xiàn)的繞線(xiàn)方法，銅線(xiàn)為2.7mm，匝數(shù)為12匝，電感量為8mH。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的6-20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法，其特征在于:所述非晶共模電感為兩個(gè)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種6-20kW光伏逆變器中降低EMC干擾的方法，該方法具體為在光伏逆變器中采用非晶共模電感組成濾波電路。本發(fā)明采用非晶共模電感的運(yùn)用，一方面可以降低6-20kW光伏逆變器中EMC的干擾，另一方面可使共模電感的占用PCB面積減少約40％，共模電感溫升降低20度左右，整機(jī)效率提升0.2％左右，整體重量減輕約1.5公斤。
【IPC分類(lèi)】H01F27-28, H02M1-44
【公開(kāi)號(hào)】CN104779788
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510193411
【發(fā)明人】潘俊峰
【申請(qǐng)人】廣州三晶電氣有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日