一种620KW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法.pdf

本发明公开了一种6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法，该方法具体为在光伏逆变器中采用非晶共模电感组成滤波电路。本发明采用非晶共模电感的运用，一方面可以降低6-20kW光伏逆变器中EMC的干扰，另一方面可使共模电感的占用PCB面积减少约40％，共模电感温升降低20度左右，整机效率提升0.2％左右，整体重量减轻约1.5公斤。

1.  一种6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法，其特征在于：该方法具体为在光伏逆变器中采用非晶共模电感组成滤波电路。

2.  根据权利要求1所述的6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法，其特征在于：所述非晶共模电感采用63/50/25的非晶电感，三相四线的绕线方法，铜线为2.7mm，匝数为12匝，电感量为8mH。

3.  根据权利要求1所述的6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法，其特征在于：所述非晶共模电感为两个。

一种6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法
技术领域
本发明涉及光伏逆变器技术领域，更具体地说，特别涉及一种6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法。
背景技术
光伏逆变器是太阳能发电的关键性设备之一，光伏逆变器内部使用了大量的电力电子器件，在使用过程中将会产生大量的电磁干扰，严重影响电网内其它设备的正常使用。因此，国内电网公司和能源局对光伏逆变器的电磁兼容干扰越来越重视，国家能源局于2013年发布了光伏逆变器的新标准NB/T 32004，和之前的金太阳标准相比，增加了对电磁兼容的要求。
而共模电感正是解决电磁兼容的关键器件，市面上的光伏逆变器使用的共模电感的材料是铁氧体磁芯，铁氧体共模电感具有体积大、温升高，损耗大和重量重等缺点，严重制约了光伏逆变器的发展。
现有技术中的6-20kW光伏逆变器采用传统的铁氧体共模电感设计，在EMC测试上，采用测试标准为EN55022-CLASSB的传导标准。从图1中看出，频率在150k-900kHz时，3.3M附近和8.5M附近，准峰值和平均值严重超标，分析是由于高频开关管带出的高频共模干扰产生的。经过检索，现有技术中还没有解决此类问题的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种6-20kW光伏逆变器在150kHz-10MHz中降低EMC干扰的方法。 
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法，该方法包括在光伏逆变器中采用非晶共模电感组成滤波电路。
优选地，所述非晶共模电感采用63/50/25的非晶电感，三相四线的绕线方法，铜线为2.7mm，匝数为12匝，电感量为8mH。
优选地，所述非晶共模电感为两个。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用非晶共模电感的运用，一方面可以降低6-20kW光伏逆变器中EMC的干扰，另一方面可使共模电感的占用PCB面积减少约40％，共模电感温升降低20度左右，整机效率提升0.2％左右，整体重量减轻约1.5公斤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中6-20kW光伏逆变器未通过EMC传导测试图。
图2本发明所述6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法中非晶共模电感的线圈绕制图。
图3是本发明所述6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法中非晶共模电感的频率-阻抗特性图。 
图4是本发明中的6-20kW光伏逆变器顺利通过EMC传导测试图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明提供一种6-20kW光伏逆变器中降低EMC干扰的方法，具体是针对光伏逆变器的EMC特性，判断各频率点干扰是如何产生的，然后针对这种干扰来设计滤波电路。
参阅图1所示，其为改善前的传导测试的测试情况，采用测试标准为EN55022-CLASSB的传导标准。从图中看出，频率在150k-900kHz时，3.3M附近和8.5M附近，准峰值和平均值严重超标，分析是由于高频开关管带出的高频共模干扰产生的。
针对150k-900kHz设计非晶共模电感，并将设计得电感进行阻抗频率分析(图3)。得到一个最佳满足150k-10MHz高阻抗的特性。这是由于共模电感的工作原理就是低频时低阻抗，高频时高阻抗，而EMC设计的重点就是消耗和阻止高频干扰传导出去干扰电网。通过图1的测试结果，可以知道150k-900kHz干扰很大。因此利用电感高频高阻抗的特性，找到在频率150k-900k条件下高阻抗的电感，就能将该频率段的EMC干扰消耗或阻止传导出去。
本发明中采用一款针对150K-10MHz的非晶共模电感。具体是采用63/50/25的非晶电感，并采用三相四线的绕线方法(如图2，其中N1、N2、N3和N4分别代表第一绕制线圈、第二绕制线圈、第三绕制线圈和第四绕制线圈)，铜线为2.7mm，匝数为12匝，电感量为8mH左右。本发明采用的非晶共模电感和铁氧体电感相比，厚度从50mm减到25mm，并采用立式的设计方法，其占用PCB的面积比传统铁氧体电感缩小了40％左右。而且铜线的长度减少了40％左右，电感的电阻大大减少，电感温升从100度左右降至80度左右，降低了逆变器整体温度，提高了逆变器的寿命和安全。如图3所示，为其阻抗频率特性，纵坐标的单位是k欧，横坐标单位是kHz，可以从图看出，在100k-15MHz的阻抗大于0.5k欧，满足对于150k-10MHz干扰的设计要求。
本发明在使用了2个该非晶共模电感组成滤波电路后，成功解决了光伏逆变器在150kHz-10MHz的EMC干扰，并成功通过EMC传导测试。具体如图4所示。
本发明针对6-20kW光伏逆变器的EMC问题，突破传统的铁氧体共模电感的设计，运用非晶共模电感设计，成功解决传导干扰和低频辐射干扰，减小了逆变器体积，降低了温升，减轻了整体重量，该设计简单实用，成本不高，便于生产，有很高的批量生产的价值。而且经过该电路滤波后，输出的AC交流电的电磁干扰很低，并满足EN61000-6-2:2005；EN61000-6-3:2007，EN 55022CLASS B标准(这些标准等同对应的国标GB/T 17799.2；GB_17799-3；GB_9254-2008)，也符合国家能源局针对光伏逆变器的新标准NB/T 32004的EMC要求。同时也使产品成功通过国际检验机构必维国际(BV)的EMC测试，获得了必维国际的CE证书，证书编号1388AB0530N010001。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。