零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器制造技术

本发明专利技术提供一种零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器，其包括太阳能电池板、反激变换器、辅助电路、输出整流电路及DC/AC变换器，所述太阳能电池板依次连接反激变换器、辅助电路、输出整流电路及DC/AC变换器。本发明专利技术具有体积小、控制简单、高效率、高可靠性、零输入二次纹波电流含量和最大功率跟踪（MPPT）精度准确的特点和优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种零输入二次纹波电流含量的微型 光伏逆变器，属于光伏并网发电、直流/交流（DC/AC)和直流/直流（DC/DC)变换器领域。
技术介绍
随着环境污染、能源紧缺等问题日益严重，人们越来越关注太阳能这种清洁可再 生能源的应用。光伏逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换成交流电并注入到电网的 关键环节，目前，光伏逆变器主要包括集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器三类。微 型光伏逆变器通过给每块光伏组件单独配置控制器，可以实现每块太阳能电池板最大功率 跟踪，同时，微型光伏逆变器具有即插即用、安装简单、灵活扩容、系统变换效率高等优点， 所以引起了广泛关注。 然而，微型光伏逆变器的实际瞬时输出功率以二倍输出电压频率脉动，其输入电 流中将存在脉动较大的二次纹波电流，该电流不但会影响太阳能电池板的最大功率跟踪， 还会增大开关管的电流应力、导通损耗以及磁性元件损耗，从而降低系统的变换效率。因 此，有必要抑制微型光伏逆变器中输入二次纹波电流含量。虽然可以增大输入侧电容容量 以减小输入二次纹波电流，但大容量电容将使得微型逆变器体积增大，可靠性降低，不利于 提高逆变器的功率密度；此外，传统的解决方法通过在中间母线上并联一个双向变换器，利 用其提供输出功率所需的脉动功率，进而抑制输入二次纹波电流含量，然而这样的解决方 法会使系统变得复杂，整机效率降低，增加的双向变换器又使得控制方式变得更加困难，并 不适合微型光伏逆变器的发展趋势。因此，开发体积小、控制简单、高效率、高可靠性的零输 入二次纹波电流含量微型光伏逆变器成为光伏并网行业亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服微型光伏逆变器输入二次纹波电流含量大的缺点，克服传统 微型光伏逆变器因使用大量输入电容或增加额外的装置抑制输入二次纹波方法造成逆变 器体积增大、控制复杂、效率降低、可靠性低等不足，提供一种零输入二次纹波电流含量的 微型光伏逆变器，具有体积小、控制简单、高效率、高可靠性、零输入二次纹波电流含量和最 大功率跟踪（MPPT)精度准确的特点和优点。 为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种零输入二次纹波电流含量的微 型光伏逆变器，其特征在于，其包括太阳能电池板、反激变换器、辅助电路、输出整流电路及 DC/AC变换器，所述太阳能电池板依次连接反激变换器、辅助电路、输出整流电路及DC/AC 变换器。 优选地，所述太阳能电池板由太阳能模组和第一二极管组成；所述第一二极管的 阳极连接所述太阳能模组，阴极连接反激变换器；所述反激变换器由原边绕组、副边绕组 和第一开关管组成，所述原边绕组的同名端与所述第一二极管的阴极连接，所述原边绕组 的异名端与所述第一开关管的漏极连接，第一开关管的源极与太阳能模组另一端连接；所 述输出整流电路由第二二极管与第二开关管组成，第二二极管的阳极与副边绕组异名端相 连，阴极与第二开关管漏极相连；所述辅助电路由第三二极管、储能电容、辅助绕组和第三 开关管组成；所述第三二极管的阳极与副边绕组异名端相连，阴极与储能电容的正极相连； 所述辅助绕组与反激变换器原副边绕组共用同一个磁芯，辅助绕组的同名端与储能电容的 正极相连，异名端与第三开关管的漏极连接，第三开关管的源极与储能电容的负极相连，储 能电容的负极又与副边绕组同名端相连；所述DC/AC变换器的两个输入端分别连接第二开 关管源极和第三开关管源极，DC/AC变换器的两个输出端分别连接电网的正极和负极。 优选地，所述辅助电路和输出整流电路协调工作可以平衡输入功率和输出功率之 间的低频脉动功率，进而抑制输入二次纹波电流含量。 优选地，所述第一开关管控制储能电容的平均电压，并使反激变换器工作在电流 断续状态或者电流临界连续状态。 与现有技术相比，本专利技术具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点是：一， 辅助电路和输出整流电路协调工作可以平衡输入功率和输出功率之间的低频脉动功率，进 而抑制输入二次纹波电流含量；二，当输入功率大于输出功率时，输入功率中多余的能量被 储能电容Ca吸收；三，当输入功率小于输出功率时，输入功率中不足的能量由储能电容补 充；四，在一个工频周期内，第一、第二、第三开关管中只有两个开关管动作，而且第二开关 管实现了零电流零电压开通，减小了开关损耗；五，该电路拓扑可实现微型光伏逆变器输入 输出功率解耦作用，同时具有体积小、控制简单、高效率、高可靠性、零输入二次纹波电流含 量和最大功率跟踪（MPPT)精度准确的特点和优点。【附图说明】 图1为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器的电路图。 图2为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器的主要工作原理波 形图。 图3为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器等效电路图。 图4为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器在pin>po条件下的 开关管逻辑序列和主要工作原理波形图。 图5(a)至图5(d)为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器在 pin>P〇条件下各开关模态等效电路图。 图6为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器在pin〈po条件下的 开关管逻辑序列和主要原理波形图。 图7(a)至图7(d)为本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器在 pin〈P〇条件下各开关模态等效电路图。【具体实施方式】 下面结合附图和优选实施例，进一步阐明本专利技术。 如图1所示，本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器包括太阳能电 池板1、反激变换器2、辅助电路3、输出整流电路4及DC/AC变换器5,所述太阳能电池板1 依次连接反激变换器2、辅助电路3、输出整流电路4及DC/AC变换器5。所述太阳能电池板 1由太阳能模组和第一二极管DR。组成；所述第一二极管01?。的阳极连接所述太阳能模组，阴 极连接反激变换器2 ;所述反激变换器2由原边绕组Np、副边绕组队和第一开关管Si组成， 所述原边绕组Np的同名端与所述第一二极管DR。的阴极连接，所述原边绕组Np的异名端与 所述第一开关管Si的漏极连接，第一开关管Si的源极与太阳能模组另一端连接；所述输出 整流电路4由第二二极管DR1与第二开关管S2组成，第二二极管DR1的阳极与副边绕组N3异 名端相连，阴极与第二开关管SJI极相连；所述辅助电路3由第三二极管DR2、储能电容Ca、 辅助绕组Nap和第三开关管S3组成；所述第三二极管DR2的阳极与副边绕组Ns异名端相连， 阴极与储能电容Ca的正极相连；所述辅助绕组Nap与反激变换器2原副边绕组共用同一个 磁芯，辅助绕组Nap的同名端与储能电容Ca的正极相连，异名端与第三开关管33的漏极连 接，第三开关管S3的源极与储能电容Ca的负极相连，储能电容Ca的负极又与副边绕组心同 名端相连；所述DC/AC变换器5的两个输入端分别连接第二开关管S2源极和第三开关管S3 源极，DC/AC变换器5的两个输出端分别连接电网的正极和负极。 下面结合图2至图7叙述本实施例的具体工作原理、设计原理： 从图1所示电路拓扑构成可见：本专利技术的零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆 变器电路拓扑是基于反激电路与辅助电路集成的，储能电容Ca可以平衡输入功率和输出功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零输入二次纹波电流含量的微型光伏逆变器，其特征在于，其包括太阳能电池板、反激变换器、辅助电路、输出整流电路及DC/AC变换器，所述太阳能电池板依次连接反激变换器、辅助电路、输出整流电路及DC/AC变换器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪飞，李林，钟元旭，吴春华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31