微型逆变器及其控制方法、控制装置、控制器和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种微型逆变器及其控制方法、控制装置、控制器和存储介质。该微型逆变器，包括：双有源全桥变换器，双有源全桥变换器的低压侧全桥的输入端用于连接外部电源；工频逆变桥臂，工频逆变桥臂的两端分别与双有源全桥变换器的高压侧全桥的输出端对应连接；电网侧电感，电网侧电感的第一端并网后与工频逆变桥臂的中点连接，电网侧电感的第二端与双有源全桥变换器中目标开关管的中点连接，以使目标开关管和工频逆变桥臂构成全桥逆变结构；其中，目标开关管为高压侧全桥输出端之间的两个开关管。在连续导通模式下仍支持包括目标开关管在内的全部开关管的ZVS

【技术实现步骤摘要】
微型逆变器及其控制方法、控制装置、控制器和存储介质


[0001]本申请涉及并网逆变控制
，特别是涉及一种微型逆变器及其控制方法、控制装置、控制器和存储介质。

技术介绍

[0002]太阳能微型逆变器的最终目标是进行高效率和高功率密度的直流
‑
交流电源转换。两级结构在微型逆变器中被广泛使用，通常以一个隔离的DC
‑
DC转换器作为前级，全桥逆变器作为后级。但申请人发现该结构下的开关管，在连续导通模式下无法全部实现零电压开通(ZVS
‑
ON)，不利于在高开关频率下有效运行，从而不利于实现密集设计。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在连续导通模式下实现全部零电压开关的微型逆变器及其控制方法、控制装置、控制器和存储介质。
[0004]本申请实施例提供了一种微型逆变器，包括：
[0005]双有源全桥变换器，双有源全桥变换器的低压侧全桥的输入端用于连接外部电源；
[0006]工频逆变桥臂，工频逆变桥臂的两端分别与双有源全桥变换器的高压侧全桥的输出端对应连接；
[0007]电网侧电感，电网侧电感的第一端与工频逆变桥臂的中点连接，电网侧电感的第二端与双有源全桥变换器中目标开关管的中点连接，以使目标开关管和工频逆变桥臂构成全桥逆变结构；
[0008]其中，目标开关管为高压侧全桥输出端之间的两个开关管。
[0009]在其中一个实施例中，目标开关管为高频开关管。
[0010]在其中一个实施例中，微型逆变器还包括：
[0011]控制器，所述控制器的各输出端分别与所述双有源全桥变换器的开关管以及所述工频逆变桥臂的开关管连接，所述控制器用于驱动各所述开关管的通断状态。
[0012]在其中一个实施例中，所述控制器还用于根据所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
、电网电压v
g
以及以下零电压开通条件，确定输入功率P
in
、开关管的开关频率f
s
、所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D1、所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D2、以及所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压和所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的相移等效到时域的半周期占空比D3的可选范围：
[0013][0014]在所述可选范围内，确定一组满足开关管零电压开通控制的P
in
、f
s
、D1、D2、以及D3，所述f
s
、D1、D2、以及D3用于指导所述控制器生成除所述工频逆变桥臂上开关管之外的
其他开关管零电压开通控制的控制信号。
[0015]本申请实施例提供了一种太阳能系统，包括：
[0016]光伏板，所述光伏板用于将太阳能转化为电能；
[0017]上述微型逆变器，所述低压侧全桥的输入端连接所述光伏板的输出端。
[0018]本申请实施例提供了一种逆变控制方法，应用于上述微型逆变器，该方法包括：
[0019]获取所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
以及电网电压v
g
；
[0020]将所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
以及电网电压v
g
代入零电压开通条件，确定输入功率P
in
、开关管的开关频率f
s
、所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D1、所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D2、以及所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压和所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的相移等效到时域的半周期占空比D3的可选范围：
[0021][0022]在所述可选范围内，确定一组满足开关管零电压开通控制的P
in
、f
s
、D1、D2、以及D3，所述f
s
、D1、D2、以及D3用于指导所述控制器生成除工频逆变桥臂上开关管之外的其他开关管零电压开通控制的控制信号。
[0023]在其中一个实施例中，所述在所述可选范围内，确定一组满足开关管零电压开通控制的P
in
、f
s
、D1、D2、以及D3，包括：
[0024]在所述可选范围内，确定一组输入功率P
in
、开关管的开关频率f
s
；
[0025]根据逆变器工作模式，确定控制变量u
A
和u
B
，其中i
g
为所述电网侧电感的电流；u
A
和u
B
均是关于所述D1、D2、以及D3中至少一个参数的变量；
[0026]根据以及D1V
in
＝D2V
DC
/n，计算D1、D2和D3。
[0027]在其中一个实施例中，逆变器工作模式包括第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式、第六模式、第七模式和第八模式；
[0028]其中，第一模式下u
A
和u
B
的表达式为：
[0029][0030]第二模式下u
A
和u
B
的表达式为：
[0031][0032]第三模式下u
A
和u
B
的表达式为：
[0033][0034]第四模式下uA和uB的表达式为：
[0035][0036]第五模式下uA和uB的表达式为：
[0037][0038]第六模式下uA和uB的表达式为：
[0039][0040]第七模式下uA和uB的表达式为：
[0041][0042]第八模式下uA和uB的表达式为：
[0043][0044]其中，n为双有源全桥变换器中变压器的变比，C
DC
为双有源全桥变换器高压侧全桥的输出电容。
[0045]本申请实施例提供了一种逆变控制装置，应用于上述微型逆变器，该装置包括：
[0046]参数获取模块，用于获取所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
以及电网电压v
g
；
[0047]范围确定模块，用于将所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型逆变器，其特征在于，包括：双有源全桥变换器，所述双有源全桥变换器的低压侧全桥的输入端用于连接外部电源；工频逆变桥臂，所述工频逆变桥臂的两端分别与所述双有源全桥变换器的高压侧全桥的输出端对应连接；电网侧电感，所述电网侧电感的第一端并网后与所述工频逆变桥臂的中点连接，所述电网侧电感的第二端与所述双有源全桥变换器中目标开关管的中点连接，以使所述目标开关管和所述工频逆变桥臂构成全桥逆变结构；其中，所述目标开关管为所述高压侧全桥输出端之间的两个开关管。2.根据权利要求1所述的微型逆变器，其特征在于，所述目标开关管为高频开关管。3.根据权利要求2所述的微型逆变器，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器的各输出端分别与所述双有源全桥变换器的开关管以及所述工频逆变桥臂的开关管连接，所述控制器用于驱动各所述开关管的通断状态。4.根据权利要求3所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器还用于根据所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
、电网电压v
g
以及以下零电压开通条件，确定输入功率P
in
、开关管的开关频率f
s
、所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D1、所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D2、以及所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压和所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的相移等效到时域的半周期占空比D3的可选范围：在所述可选范围内，确定一组满足开关管零电压开通控制的P
in
、f
s
、D1、D2、以及D3，所述f
s
、D1、D2、以及D3用于指导所述控制器生成除所述工频逆变桥臂上开关管之外的其他开关管零电压开通控制的控制信号。5.一种太阳能系统，其特征在于，包括：光伏板，所述光伏板用于将太阳能转化为电能；如权利要求1
‑
4任一项所述的微型逆变器，所述低压侧全桥的输入端连接所述光伏板的输出端。6.一种逆变控制方法，其特征在于，应用于权利要求1
‑
4任一项所述的微型逆变器，所述方法包括：获取所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
以及电网电压v
g
；将所述低压侧全桥的输入电压V
in
、高压侧全桥的输出电压V
DC
、低压侧全桥所接电感的电感值L
d
以及电网电压v
g
代入零电压开通条件，确定输入功率P
in
、开关管的开关频率f
s
、所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D1、所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的半周期占空比D2、以及所述双有源全桥变换器低压侧桥臂中点间电压和所述双有源全桥变换器高压侧桥臂中点间电压的相移等效到时域的半周期占空比D3的可选范围：
在所述可选范围内，确定一组满足开关管零电压开通控制的P
in
、f
s
、D1、D2、以及D3，所述f
s
、D1、D2、以及D3用于指导所述控制器生成除所述工频逆变桥臂上开关管之外的其他开关管零电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静航，李思南，漆文龙，
申请(专利权)人：漆文龙，
类型：发明
国别省市：