【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及原边电流峰值计算，具体涉及一种原边电流峰值计算方法及其应用。
技术介绍
1、逆变器作为光伏发电系统的核心并网装置，其发展有着广阔的前景，为满足不同的产品需求，学术界与工业界也在研发各类光伏逆变器。微型逆变器有着高效率、高安全性、适应性强、寿命长等优点，其中，反激拓扑因有结构简单、易于控制以及较高的能量转换效率等优点被广泛应用。
2、能量转换效率是反激式微型逆变器最重要的技术指标，在不增加控制复杂度和硬件成本的前提下，常规的做法是使用dcm/bcm混合模式来控制反激电路的工作。传统的dcm/bcm混合模式，在计算各自的原边电流峰值时使用独立的公式；在bcm模式下，忽略了反激电路的谐振周期对原边电流峰值的影响；在dcm模式下，使用固定的开关频率，不能保证开关管的开通始终发生在漏极源极谐振电压的谷底，即不能把开关管的开关损耗降到最低。
3、为了提升反激式微型逆变器的能量转换效率，在节约硬件成本和不增加控制算法复杂度的前提下，大多数研究从反激式微型逆变器自身特性出发，通过对比dcm、ccm、bcm三种模式下逆变器的控制复杂度和能量损耗，通常使用dcm/bcm混合模式的控制方法。但传统的dcm、bcm模式使用两个不同的公式来计算原边电流峰值，这导致了控制算法在使用dcm/bcm混合模式控制逆变器工作时需要在适当的时候切换dcm、bcm模式；且传统的dcm模式使用的是恒定的开关频率，开关管开通时漏极源极电压值是随机的，不能保证开关管每个开关周期都在漏极源极电压的谐振谷底开通，不能将开关管的开关损耗降到最
4、因此，目前亟待解决的技术问题是：如何在兼顾反激电路的谐振周期对原边电流峰值的影响的同时，保证开关管的开通始终发生在漏极源极谐振电压的谷底。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种原边电流峰值计算方法及其应用。
2、本专利技术提供了一种原边电流峰值计算方法，具有这样的特征，具体包括如下步骤：首先假设系统功率器件为理想器件，则在一个周期内变压器副边电流平均值等于并网电流瞬时值，副边电流平均值可表示为：
3、
4、式中，ig为并网电流值有效值，θg为电网基波电压相角；
5、根据变压器的变比关系，变压器原边电流峰值与变压器副边电流平均值之间的关系可表示为：
6、
7、式中，ip,peak(θg)为变压器原边电流峰值，n为变压器匝数比，toff(θg)为反激变压器副边电流下降到零所用时间，tsw(θg)为开关周期；
8、将副边电流平均值表达式代入上式变形可得：
9、
10、在传统的dcm模式下，开关管的开关频率fdcm(θg)是固定值，相应地有tdcm(θg)为定值常数；而传统bcm模式的开关频率fbcm(θg)的表达式为：
11、
12、式中，po为变压器副边输出功率，vpv为反激电路原边输入电压，vg为电网电压有效值，tbcm(θg)为bcm模式下的开关周期，
13、考虑反激电路的谐振周期，并将半谐振周期记作tr，其表达式为：
14、
15、式中，lm为变压器原边电感，coss为开关管qm漏源极之间的寄生电容，
16、不对dcm、bcm模式加以区分，统一定义开关管的开关周期为：
17、tsw＝ton+toff+n·tr(n为奇数)
18、将定义的开关周期tsw代入ip,peak(θg)的计算式，有：
19、
20、反激变压器原边电流上升到峰值所需时间与副边电流下降到零所需时间表示为：
21、
22、将上式代入ip,peak(θg)的计算式，可得一个关于ip,peak(θg)的一元二次方程：
23、
24、根据一元二次方程求解公式可解得：
25、
26、式中，
27、
28、在本专利技术提供的反激式微型逆变器原边电流峰值计算方法中，还可以具有这样的特征：其中，原边电流峰值计算方法的表达式中，当n为1时，对应在传统bcm模式的基础上计及了半个谐振周期对原边电流峰值的影响；当n大于等于3时，对应改进的dcm模式，n的值能够根据反激电路对开关频率的需求自行设定，由此，dcm模式的开关频率是一种变频dcm模式。
29、本专利技术还提供了原边电流峰值计算方法在电器中的应用，电器为应用反激电路的电器。
30、在本专利技术提供的原边电流峰值计算方法在电器中的应用中，应用反激电路的电器为反激式微型逆变器。
31、在本专利技术提供的原边电流峰值计算方法在电器中的应用中，应用反激电路的电器还包括反激式开关电源以及反激电路led驱动。
32、专利技术的作用与效果
33、根据本专利技术所涉及的原边电流峰值计算方法及其应用，主要应用于反激式微型逆变器，本专利技术的计算方法不区分反激电路的工作模式，用一套公式来计算dcm、bcm模式下的原边电流峰值，能降低反激电路控制算法的复杂度；计及了反激电路谐振周期对dcm、bcm模式下开关周期的影响，能降低反激式微型逆变器并网电流的谐波畸变率thd，提高并网电流质量；用奇数倍的半谐振周期限定dcm、bcm模式的开关周期，确保了每个开关周期开关管都能在漏极源极电压的谐振谷底开通，能将反激电路的开关损耗降到最低，提高反激电路的能量转换效率。
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1.一种原边电流峰值计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的原边电流峰值计算方法，其特征在于：
3.一种如权利要求1所述的原边电流峰值计算方法在电器中的应用，所述电器为应用反激电路的电器。
4.根据权利要求3所述的原边电流峰值计算方法在电器中的应用，其特征在于，所述应用反激电路的电器为反激式微型逆变器。
5.根据权利要求3所述的原边电流峰值计算方法在电器中的应用，其特征在于，所述应用反激电路的电器还包括反激式开关电源以及反激电路LED驱动。
【技术特征摘要】
1.一种原边电流峰值计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的原边电流峰值计算方法，其特征在于：
3.一种如权利要求1所述的原边电流峰值计算方法在电器中的应用，所述电器为应用反激电路的电器。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄松，何杏宇，李田丰，邓祥纯，严雅琦，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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