CN103580525A - 一种有源lc吸收网络的微型并网逆变器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器，属新能源技术领域。该微型并网逆变器由三大部分组成：1.有源LC吸收网络部分；2.直流变换器部分；3.H桥逆变电路部分。

Description

一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器
技术领域
本发明涉及的是一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器，属新能源技术领域，特别涉及光伏并网发电领域中的微型逆变技术。
背景技术
光伏并网发电技术是指利用太阳能发电并通过光伏并网逆变器将太阳能发出的电能传输到电网上供负载使用的技术。光伏并网发电***包括分布式光伏发电***和集中式光伏发电***。集中式光伏发电首先将太阳能光伏组件串联后再并联连接，以提供较高的电压及功率，通过并网逆变器将电能集中传输到电网的方式；分布式光伏发电是相对于集中式光伏发电而言的，分布式光伏发电是指为每个太阳能光伏组件单独配备一台并网逆变器直接将电能传输到电网的方式，每台逆变器同时具备最大功率跟踪功能。相对于集中式方式，分布式光伏发电具有***扩展灵活、可靠性高、发电效率高等优点。
光伏并网逆变器作为光伏组件与电网的接口装置，将光伏电池的电能转换成交流电能并传输到电网上，在光伏并网发电***中起着至关重要的作用，是并网型光伏***能量转换与控制的核心。其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响整个光伏***的性能和投资。微型逆变器应用于光伏并网***，对应每块光伏组件安装一个微型逆变器，这样让每块光伏组件对应匹配一个具有独立的直/交流电转化功能和MPPT功能，从而有效地克服了集中式光伏并网逆变器的缺陷，而且其具有自己独特的优点，成为光伏并网逆变器研究开发的方向和热点。
微型逆变器的主电路可以参阅2005年出版的Kjaer的博士论文，pp.51-52，4.3.2 & 4.3.3“Flyback converter with LF DC-AC inverter”。美国专利“Self-latching H-bridge system and apparatus”(Patent No.6,617,913，Unisys，2001)提出了应用于直流电机控制的混合H桥(输出端与直流电机相连)。2009年的美国专利7,796,412“Method and apparatus for converting direct current toalternating current”提出了一种“有源钳位漏感能量吸收、反激拓扑、H桥电路”的微型逆变器的拓扑。本专利通过将混合H桥的输出直接与电网相连，即采用“降压电路漏感能量吸收、反激拓扑、混合H桥电路”，实现了微型逆变器的安全性能的进一步提升。
发明内容
本发明的一个目的，是提供一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器，该微型并网逆变器由三大部分组成：
1.有源LC吸收网络部分；
2.直流变换器部分；
3.H桥逆变电路部分。
附图说明
附图1为本发明的一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器的电路图
附图标记
10-有源LC吸收网络；20-第一路反激式变换器；30-第二路反激式变换器；40-混合H桥电路；50-电网；PV-光伏组件；Cm-输入电容；La-有源LC吸收网络电感；Sa-有源LC吸收网络开关管；Da-有源LC吸收网络续流二极管；Ca-有源LC吸收网络箝位电容；Da1-第一路能量回馈二极管；Da2-第二路能量回馈二极管；Tr1-第一路反激式变换器变压器；S3-第一路反激式变换器开关管；D1-第一路反激式变换器整流二极管；Tr2-第二路反激式变换器变压器；S4-第二路反激式变换器开关管；D2-第二路反激式变换器整流二极管；Co-输出电容；T1-混合H桥第一晶闸管；T2-混合H桥第二晶闸管；S1-混合H桥第一开关管；S2-混合H桥第二开关管；L1、L2-混合H桥电感。
具体实施方式
附图1为一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器的电路图。在附图1中，光伏组件PV的正端接输入电容Cin的一端、有源LC吸收网络电感La的一端、第一路反激式变换器变压器Tr1的原边Np1的同名端和第二路反激式变换器变压器Tr2的原边Np2的同名端；第一路反激式变换器变压器Tr1的原边Np1的非同名端接反激式变换器开关管S3的一端和第一路能量回馈二极管Da1的一端；第二路反激式变换器变压器Tr2的原边Np2的非同名端接反激式变换器开关管S4的一端和第二路能量回馈二极管Da2的一端；第一路能量回馈二极管Da1的另一端和第二路能量回馈二极管Da2的另一端接有源LC吸收网络开关管Sa的一端和有源LC吸收网络箝位电容Ca的一端；有源LC吸收网络开关管Sa的另一端接有源LC吸收网络电感La的另一端和有源LC吸收网络续流二极管Da的一端；有源LC吸收网络续流二极管Da的另一端接输入电容Cin的另一端、有源LC吸收网络箝位电容Ca的另一端、第一路反激式变换器开关管S3的另一端、第二路反激式变换器开关管S4的另一端和光伏组件PV的负端。
第一路反激式变换器变压器Tr1的副边Ns1的非同名端通过反激式变换器整流二极管D1接输出电容Co的一端；第二路反激式变换器变压器Tr2的副边Ns2的非同名端通过反激式变换器整流二极管D1接输出电容Co的一端；输出电容Co的另一端和第一路反激式变换器变压器Tr1的副边Ns1的同名端相连；输出电容Co的另一端和第二路反激式变换器变压器Tr2的副边Ns2的同名端相连；输出电容Co和混合H桥逆变电路(40)的输入端并联。
混合H桥逆变电路(40)包括并联连接的第一桥臂以及第二桥臂，其中第一桥臂包括串联连接的第一晶闸管T1以及第一功率开关管S1，相应地，第二桥臂包括串联连接的第二晶闸管T2以及第二功率开关管S2；第一晶闸管T1和第一功率开关管S1顺次地串联连接；第二晶闸管T2和第二功率开关管S2顺次地串联连接。具体地，在第一桥臂中，第一晶闸管T1的阴极与第一开关管S1的漏极相连接；在第二桥臂中，第二晶闸管T2的阴极与第二开关管S2的漏极相连接；第一桥臂和第二桥臂的并联连接，是通过第一晶闸管T1和第二晶闸管T2各阳极的连接、以及第一开关管S1和第二开关管S2各源极的连接来实现的；第一晶闸管T1的阴极和第二晶闸管T2的阴极也是第一开关管S1的漏极和第二开关管S2的漏极分别通过混合H桥电感L1、L2接入电网50。

Claims (6)

1.一种有源LC吸收网络的微型并网逆变器，由有源LC吸收网络、直流变换器和H桥逆变电路三大部分组成，其特征在于，所述有源LC吸收网络主要的作用是吸收反激式变换器中反激变压器的漏感能量，然后将漏感能量回馈到反激变压器原边的直流母线。
2.根据权利要求1所述直流变换器为双路交错反激式直流变换器。
3.根据权利要求1所述有源LC吸收网络，其本质是一个DC-DC变换电路，经由一个可控或者不可控开关与反激式变换器主管的漏极相连，该可控或者不可控开关，可以是二极管、晶闸管。
4.根据权利要求1所述H桥逆变电路为混合H桥逆变电路。
5.根据权利要求3所述DC-DC变换电路，可以是Buck(降压)或者Flyback(反激)电路；
6.根据权利要求4所述混合H桥逆变电路包括并联连接的第一桥臂以及第二桥臂，其中所述第一桥臂包括串联连接的第一晶闸管以及第一功率开关管，所述第二桥臂包括串联连接的第二晶闸管以及第二功率开关管。
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