CN203691279U - 一种微型光伏逆变器拓扑结构电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微型光伏逆变器拓扑结构电路,包括六个NPN型功率开关，四个功率二极管，变压器电感、励磁电感、中间电容、直流母线支撑电容、输出滤波电容，本实用新型具有结构简单紧凑，开关频率低，适用于单相逆变器，电池极板输入电压范围宽，逆变输出谐波小等特点。

Description

一种微型光伏逆变器拓扑结构电路

技术领域

本实用新型具体涉及一种微型光伏逆变器拓扑结构电路。

背景技术

跨入21世纪之后，全球正在面临能源危机，新能源已经成为世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能光伏发电技术作为新能源的重要一员得到了持续的发展。太阳能光伏发电***可区分为两大类：一是独立***，二是并网***。独立***是由太阳能电池直接给负载提供功率，多用于向偏远无电地区供电，易受到诸如时间和季节的影响。

光伏逆变器作为光伏***中重要的部件，其研究也越来越受到人们的重视。研究热点主要集中于新拓扑结构的研究、控制方法的研究及新的逆变技术的研究。在拓扑结构的研究中，很多逆变器拓扑结构被提出，而各种不同的拓扑结构分别应用于不同的逆变器技术中。近年来，AC 模块逆变器得到迅速发展，因其具有灵活性高、适应大批量生产等特点，出现了大量的逆变器拓扑结构应用于 AC 模块中。

光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要形式。并网发电***的特点是通过控制逆变器，直接将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电，作为光伏阵列与电网***间进行能量变换的逆变器，其安全性、可靠性、逆变效率、制造成本等因素对发电***的整体投资和收益具有举足轻重的地位。

目前，光伏逆变器拓扑的研究都向着更紧凑的设计、更宽的输入输出电压范围、更高效率的方向发展。传统的电压源型逆变器大都是基于Buck型电路拓扑，只能产生幅值比输入直流电压低的输出交流电压。并且往往带有体积巨大的重型工频变压器，因此具有体积大、噪声大等缺点，并且逆变效率不高。本实用新型利用高功率解耦隔离型反激式逆变器拓扑为基础结构，提出了一种新型的光伏逆变器的拓扑结构。该逆变器结构紧凑，适用于 AC 模块，并且工作在谐振电感电流不连续的方式下，因此能实现所有开关的零电流开通和辅助开关的零电流关断，大大降低了开关损耗，提高了***效率。

发明内容

为弥补以上技术的不足之处，本实用新型公开一种以Buck-Boost及半桥逆变电路为基础的微型光伏逆变器拓扑结构电路.

本实用新型是这样实现的：

一种微型光伏逆变器拓扑结构电路,包括六个NPN型功率开关，四个功率二极管，变压器电感、励磁电感、中间电容、直流母线支撑电容和输出滤波电容， PV阵列的一端分别连接第一功率开关的发射极和直流母线支撑电容的负极，PV阵列的另一端分别连接第四功率开关的集电极和直流母线支撑电容的正极，第一功率开关的集电极分别连接第二功率开关的发射极、第二功率二极管的负极和变压器主边的一端，第四功率开关的发射极分别连接第一功率二极管的正极、第三功率开关的集电极和变压器主边的另一端，第一功率二极管的负极分别连接第二功率开关的集电极和中间电容的正极，中间电容的负极分别连接第二功率二极管的正极和第三功率开关的发射极，变压器副边上部的一端连接第三功率二极管的正极，变压器副边上部的另一端分别连接电网的一端和变压器副边下部的一端，变压器副边的下部的另一端连接第四功率二极管的负极，第三功率二极管的负极连接第五功率开关的集电极，第五功率开关的发射极分别连接第六功率开关的集电极、输出滤波电容的一端和励磁电感的一端，励磁电感的另一端连接电网的另一端，输出滤波电容的另一端连接电网的一端，第六功率开关的发射极连接第四功率二极管的正极。

本实用新型的有益效果：

本实用新型具有结构简单紧凑，开关频率低，适用于单相逆变器，电池极板输入电压范围宽，逆变输出谐波小等特点。

附图说明

图1为单级串联谐振型Buck-Boost逆变器电路拓扑结构电路。

具体实施方式

实施例1

一种微型光伏逆变器拓扑结构电路,包括六个NPN型功率开关V1、V2、V3、V4、V5、V6，四个功率二极管D1、D2、D3、D4，变压器电感L1、L2、励磁电感Ls、中间电容Cd、直流母线支撑电容Cpv和输出滤波电容Cs， PV阵列的一端分别连接第一功率开关V1的发射极和直流母线支撑电容Cpv的负极，PV阵列的另一端分别连接第四功率开关V4的集电极和直流母线支撑电容Cpv的正极，第一功率开关V1的集电极分别连接第二功率开关V2的发射极、第二功率二极管D2的负极和变压器主边的一端，第四功率开关V4的发射极分别连接第一功率二极管D1的正极、第三功率开关V3的集电极和变压器主边的另一端，第一功率二极管D1的负极分别连接第二功率开关V2的集电极和中间电容Cd的正极，中间电容Cd的负极分别连接第二功率二极管D2的正极和第三功率开关V3的发射极，变压器副边上部L1的一端连接第三功率二极管D3的正极，变压器副边上部L1的另一端分别连接电网的一端和变压器副边下部L2的一端，变压器副边下部L2的另一端连接第四功率二极管D4的负极，第三功率二极管D3的负极连接第五功率开关V5的集电极，第五功率开关V5的发射极分别连接第六功率开关V6的集电极、输出滤波电容Cs的一端和励磁电感Ls的一端，励磁电感Ls的另一端连接电网的另一端，输出滤波电容Cs的另一端连接电网的一端，第六功率开关V6的发射极连接第四功率二极管D4的正极。

实施例2

该拓扑由前级Buck-Boost升斩波电路和后级半桥逆变电路组成。前级变换器实现对光伏阵列的电压变换，并且实现MPPT功能：当V1和V4导通时，PV阵列通过V1、V4、D1和D2向电容Cd传递能量；当V1、V4关断，V2和V3导通时，Cd中的能量传递给反激变压器并存储在励磁电感中；当V2和V3关断时，励磁电感中的能量传递至变压器的副边。当电网在正半周时，开关管V5常通，绕组L1通过V5、D3和Ls向电网回馈能量；当电网在负半周时，开关管V6常通，绕组L2通过V6、D4和Ls向电网回馈能量。中间电容Cd被用作能量的缓存器，其两端电压由直流分量和两倍负载频率的交流电压组成。该拓扑的结构是用中间电容取代了电解电容，使逆变器的整体寿命大大延长。

Claims (1)

1. 一种微型光伏逆变器拓扑结构电路,包括六个NPN型功率开关，四个功率二极管，变压器电感、励磁电感、中间电容、直流母线支撑电容和输出滤波电容，其特征在于：PV阵列的一端分别连接第一功率开关的发射极和直流母线支撑电容的负极，PV阵列的另一端分别连接第四功率开关的集电极和直流母线支撑电容的正极，第一功率开关的集电极分别连接第二功率开关的发射极、第二功率二极管的负极和变压器主边的一端，第四功率开关的发射极分别连接第一功率二极管的正极、第三功率开关的集电极和变压器主边的另一端，第一功率二极管的负极分别连接第二功率开关的集电极和中间电容的正极，中间电容的负极分别连接第二功率二极管的正极和第三功率开关的发射极，变压器副边上部的一端连接第三功率二极管的正极，变压器副边上部的另一端分别连接电网的一端和变压器副边下部的一端，变压器副边的下部的另一端连接第四功率二极管的负极，第三功率二极管的负极连接第五功率开关的集电极，第五功率开关的发射极分别连接第六功率开关的集电极、输出滤波电容的一端和励磁电感的一端，励磁电感的另一端连接电网的另一端，输出滤波电容的另一端连接电网的一端，第六功率开关的发射极连接第四功率二极管的正极。

Images