一种直流变换电路、光伏发电系统及控制方法技术方案

本申请提出一种直流变换电路、光伏发电系统及控制方法，属于光伏发电领域，所述直流变换电路包括：第一子电路、第二子电路、储能电感；所述第一子电路包括：第一开关器件、第一二极管、第一电容以及第三电容；所述第二子电路包括：第二开关器件、第二二极管、第二电容以及第四电容；所述控制方法包括：在一个开关周期内，通过占空比、输出电压、输入电压，控制所述第一开关器件以及第二开关器件导通或关断，以增加或减少所述储能电感电流，控制输出电压升高或降低。本申请实现三电平功能的同时，改善功率开关器件的工作状态，提高系统运行效率。提高系统运行效率。提高系统运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种直流变换电路、光伏发电系统及控制方法


[0001]本申请属于光伏发电领域，具体涉及一种直流变换电路、光伏发电系统及控制方法。

技术介绍

[0002]在光伏发电领域，相关技术中，一般采用软开关电路以实现直流
‑
直流变换器功能，包括两种实现方式：一种是在直流
‑
直流变换器中附加有源和无源元件，实现功率器件的软开关，由于采用元件数量多，且需要额外的检测，故控制复杂，成本高，可靠性差；另一种是附加含电阻的无源缓冲电路，其能量损耗大，工作时能量消耗在电阻上，导致电路工作效率下降。以上两种实现方式随着高频化的发展方向，功率器件的开关损耗和电磁干扰问题成为日益突出的矛盾。

技术实现思路

[0003]基于以上技术问题，本申请提出一种直流变换电路、光伏发电系统及控制方法。
[0004]第一方面，本申请提出一种直流变换电路，包括：第一子电路、第二子电路、储能电感；
[0005]所述第一子电路包括：第一开关器件、第一二极管、第一电容以及第三电容；所述第二子电路包括：第二开关器件、第二二极管、第二电容以及第四电容；
[0006]所述第一开关器件的发射极与第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极与第三电容的第一端连接，所述第一开关器件的集电极与第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与第三电容的第二端连接；
[0007]所述第二开关器件的集电极与第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与第四电容的第一端连接，所述第二开关器件的发射极与第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与第一电容的第二端连接，所述第四电容的第二端与第三电容的第二端连接；
[0008]所述储能电感的第一端与所述第一开关器件的发射极连接，所述储能电感的第二端与所述第二开关器件的集电极连接。
[0009]所述第一子电路还包括：并联在所述第一开关器件的集电极与发射极之间的第一续流二极管。
[0010]所述第二子电路还包括：并联在所述第二开关器件的集电极与发射极之间的第二续流二极管。
[0011]所述直流变换电路，还包括：第一无源无损吸收单元以及第二无源无损吸收单元；
[0012]所述第一无源无损吸收单元，包括：第一谐振电感、第一谐振电容、第一储能电容、第六二极管，第七二极管，第八二极管；
[0013]所述第二无源无损吸收单元，包括：第二谐振电感、第二谐振电容、第二储能电容、第三二极管，第四二极管，第五二极管；
[0014]所述第六二极管的负极与第一二极管的负极连接，所述第六二极管的正极与第七二极管的负极连接，所述第七二极管的正极与第八二极管的负极连接，所述第八二极管的正极与所述第三电容的第一端连接；所述第一谐振电容的第一端与所述第六二极管的负极连接，所述第一谐振电容的第二端所述第七二极管的正极连接；所述第一储能电容的第一端与所述六二极管的正极连接，所述第一储能电容的第二端与所述第一谐振电感的第一端连接，所述第一谐振电感的第二端与所述第八二极管的正极连接；
[0015]所述第三二极管的正极与第二二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与第四二极管的正极连接，所述第四二极管的负极与第五二极管的正极连接，所述第五二极管的负极与所述第四电容的第一端连接；所述第二谐振电容的第一端与所述第三二极管的正极连接，所述第二谐振电容的第二端与所述第四二极管的负极连接，所述第二储能电容的第一端与所述第四二极管的正极连接，所述第二储能电容的第二端分别与所述第二二极管的负极以及所述第二谐振电感的第一端连接，所述第二谐振电感的第二端与所述第四电容的第一端连接。
[0016]第二方面，本申请提出一种光伏发电系统，包括第一方面所述的直流变换电路。
[0017]第三方面，一种直流变换电路的控制方法，采用第一方面所述的直流变换电路实现，包括：
[0018]在一个开关周期内，在占空比大于或等于预设占空比，且输出电压V0大于输入电压V
i
的情况下，所述直流变换电路工作于升压电路模式；
[0019]在|V1‑
V2|<V
th1
，且|V3‑
V4|<V
th2
情况下，控制所述第一开关器件以及第二开关器件同时导通，以增加所述储能电感电流，控制输出电压V0升高，其中，V1为第一电容的端电压，V2为第二电容的端电压，V3为第三电容的端电压，V4为第四电容的端电压，V
th1
为第一电压阈值，V
th2
为第二电压阈值；
[0020]在|V1‑
V2|<V
th1
，且|V3‑
V4|<V
th2
情况下，控制所述第一开关器件关断同时第二开关器件导通，或者控制所述第一开关器件导通同时第二开关器件关断，以减少所述储能电感电流，控制输出电压V0降低。
[0021]在所述第一开关器件关断同时第二开关器件导通的情况下，所述第二电容充电，所述第三电容放电，中点电压升高，所述中点在第一电容的第二端与第二电容的第二端之间，所述中点电压为所述中点与输入电压V
i
的负极之间的电压。
[0022]在所述第一开关器件导通同时第二开关器件关断的情况下，所述第四电容充电，所述第一电容放电，中点电压下降，所述中点在第一电容的第二端与第二电容的第二端之间，所述中点电压为所述中点与输入电压V
i
的负极之间的电压。
[0023]所述方法还包括：在一个开关周期内，在占空比小于预设占空比，且输出电压V0大于输入电压V
i
的情况下，所述直流变换电路工作于降压式变换电路模式；
[0024]在|V1‑
V2|<V
th1
，且|V3‑
V4|<V
th2
情况下，控制所述第一开关器件以及第二开关器件同时关断，以减少所述储能电感电流，控制输出电压V0降低，其中，V
V
为第一电容的端电压，V2为第二电容的端电压，V3为第三电容的端电压，V4为第四电容的端电压，V
th1
为第一电压阈值，V
th2
为第二电压阈值；
[0025]在|V1‑
V2|<V
th1
，且|V3‑
V4|<V
t42
情况下，控制所述第一开关器件关断同时第二开关器件导通，或者控制所述第一开关器件导通同时第二开关器件关断，以增加所述储能电感
电流，控制输出电压V0升高。
[0026]在所述控制所述第一开关器件关断同时第二开关器件导通情况下，所述第二电容充电，所述第三电容放电，中点电压升高，所述中点在第一电容的第二端与第二电容的第二端之间，所述中点电压为所述中点与输入电压V
i
的负极之间的电压。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流变换电路，其特征在于，包括：第一子电路、第二子电路、储能电感；所述第一子电路包括：第一开关器件、第一二极管、第一电容以及第三电容；所述第二子电路包括：第二开关器件、第二二极管、第二电容以及第四电容；所述第一开关器件的发射极与第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极与第三电容的第一端连接，所述第一开关器件的集电极与第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与第三电容的第二端连接；所述第二开关器件的集电极与第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与第四电容的第一端连接，所述第二开关器件的发射极与第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与第一电容的第二端连接，所述第四电容的第二端与第三电容的第二端连接；所述储能电感的第一端与所述第一开关器件的发射极连接，所述储能电感的第二端与所述第二开关器件的集电极连接。2.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，所述第一子电路还包括：并联在所述第一开关器件的集电极与发射极之间的第一续流二极管。3.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，所述第二子电路还包括：并联在所述第二开关器件的集电极与发射极之间的第二续流二极管。4.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，所述直流变换电路，还包括：第一无源无损吸收单元以及第二无源无损吸收单元；所述第一无源无损吸收单元，包括：第一谐振电感、第一谐振电容、第一储能电容、第六二极管，第七二极管，第八二极管；所述第二无源无损吸收单元，包括：第二谐振电感、第二谐振电容、第二储能电容、第三二极管，第四二极管，第五二极管；所述第六二极管的负极与第一二极管的负极连接，所述第六二极管的正极与第七二极管的负极连接，所述第七二极管的正极与第八二极管的负极连接，所述第八二极管的正极与所述第三电容的第一端连接；所述第一谐振电容的第一端与所述第六二极管的负极连接，所述第一谐振电容的第二端所述第七二极管的正极连接；所述第一储能电容的第一端与所述六二极管的正极连接，所述第一储能电容的第二端与所述第一谐振电感的第一端连接，所述第一谐振电感的第二端与所述第八二极管的正极连接；所述第三二极管的正极与第二二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与第四二极管的正极连接，所述第四二极管的负极与第五二极管的正极连接，所述第五二极管的负极与所述第四电容的第一端连接；所述第二谐振电容的第一端与所述第三二极管的正极连接，所述第二谐振电容的第二端与所述第四二极管的负极连接，所述第二储能电容的第一端与所述第四二极管的正极连接，所述第二储能电容的第二端分别与所述第二二极管的负极以及所述第二谐振电感的第一端连接，所述第二谐振电感的第二端与所述第四电容的第一端连接。5.一种光伏发电系统，其特征在于，包括权利要求1～4中任一项所述的直流变换电路。6.一种直流变换电路的控制方法，采用权利要求1～4中任一项所述的直流变换电路实现，其特征在于，包括：在一个开关周期内，在占空比大于或等于预设占空比，且输出电压V0大于输入电压V
i
的情况下，所述直流变换电路工作于升压电路模式；
在|V1‑
V2|<V
th1
，且|V3‑
V4|<V
th2
情况下，控制所述第一开关器件以及第二开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桑晨，黄猛，陈宁宁，黄颂儒，
申请(专利权)人：国创能源互联网创新中心广东有限公司，
类型：发明
国别省市：