串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路及调制方法与流程

文档序号:20019638发布日期:2020-02-25 11:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路,其特征在于,该拓扑电路包括高频变压器、原边电路、副边电路;

所述高频变压器,用于隔离所述原边电路、副边电路;

所述原边电路,包括高频全桥逆变电路、有源钳位电路、输入电容c1、输入二极管d0、升压电感l1;所述高频全桥逆变电路直流侧正极、负极分别与所述有源钳位电路正极、负极相连;所述输入电容c1正极、输入二极管d0阳极、升压电感l1正极与所述光伏高压直流并网变换器拓扑电路输入正极相连;所述输入电容c1负极与所述有源钳位电路负极、光伏高压直流并网变换器拓扑电路输入负极相连;所述输入升压电感l1负极与所述有源钳位电路正极相连;所述输入二极管d0阴极与所述有源钳位电路中钳位电容c2正极相连;

所述副边电路,包括高频整流电路、滤波电容c3、滤波电容c4;所述高频整流电路正极与所述滤波电容c3正极相连,高频整流电路负极与所述滤波电容c4负极相连;所述滤波电容c3负极与所述滤波电容c4正极相连。

2.根据权利要求1所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路,其特征在于,所述高频全桥逆变电路包括开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4;

所述开关管q1与所述开关管q3的正极相连;

所述开关管q2与所述开关管q4的负极相连;

所述开关管q1的负极与所述开关管q2的正极相连后连接至所述高频变压器原边一端;

所述开关管q3的负极与所述开关管q4的正极相连后连接至所述高频变压器原边另一端。

3.根据权利要求1所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路,其特征在于,所述有源钳位电路包括钳位开关管q0、钳位电容c2;

所述钳位开关管q0正极与所述钳位电容c2正极相连。

4.根据权利要求1所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路,其特征在于,所述高频整流电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4;

所述二极管d1与所述二极管d3的阴极相连;

所述二极管d2与所述二极管d4的阳极相连;

所述二极管d1的阳极与所述二极管d2的阴极相连后连接至所述高频变压器副边一端;

所述二极管d3的阳极与所述二极管d4的阴极相连后连接至所述高频变压器副边另一端。

5.根据权利要求1-4任一项所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路,其特征在于,所述拓扑电路还包括整流滤波-电压倍增调整电路;

所述整流滤波-电压倍增调整电路,包括开关管q5;所述开关管q5正极与所述高频整流电路一个输入端相连,开关管q5负极与所述滤波电容c3负极、滤波电容c4正极相连。

6.一种串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路调制方法,其特征在于,基于权利要求1-5任一项所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路,该调制方法包括:

步骤s10,定义拓扑电路中高频全桥逆变电路开关管q1、q2、q3、q4、有源钳位电路中钳位开关管q0的开关周期为t,并获取开关管q1、q2、q3、q4、钳位开关管q0的导通波形;

步骤s20,基于所述开关管q1、q2、q3、q4、钳位开关管q0的开关周期t及其导通波形,判断所述开关管q1和q3的导通时间是否大于t/2周期,若是则跳转步骤s30;否则跳转步骤s40;

步骤s30,开关管q1和q3的导通时间大于t/2周期,拓扑电路处于升压模式:基于输入的钳位开关管q0升压模式控制信息,控制钳位开关管q0在开关管q1或q3关断时导通,在开关管q1和q3同时开通时关断,通过钳位电容c2吸收开关管q1或q3关断时引起的尖峰电压;

步骤s40,开关管q1和q3的导通时间小于t/2周期,拓扑电路处于降压模式:基于输入的钳位开关管q0降压模式控制信息,控制钳位开关管q0一直导通。

7.根据权利要求6所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路调制方法,其特征在于,所述开关管q1、q2、q3、q4,其导通波形为:

开关管q2和q4在开关周期t内各导通t/2,相位相差180度,开关管q1和q3导通相位相差180度,开关管q1和q4相位相同,开关管q2和q3相位相同。

8.根据权利要求6所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路调制方法,其特征在于,开关管q1和q3的导通时间大于t/2周期且开关管q5导通时,所述拓扑电路的升压比为:

其中,gboost代表升压模式下的升压比,vout代表升压模式拓扑电路输出电压,vin代表升压模式拓扑电路输入电压,n代表高频变压器副边与原边的电压比值,d代表开关管q1、q3的占空比。

9.根据权利要求6所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路调制方法,其特征在于,开关管q1和q3的导通时间小于t/2周期且开关管q5关断时,所述拓扑电路的升压比为:

其中,gbuck代表降压模式下的升压比,vout代表降压模式拓扑电路输出电压,vin代表降压模式拓扑电路输入电压,n代表高频变压器副边与原边的电压比值,d代表开关管q1、q3的占空比。

10.根据权利要求6-9任一项所述的串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路调制方法,其特征在于,所述调制方法还设置有整流滤波-电压倍增调整步骤,其方法为:

获取所述开关管q5的控制信息并执行:

所述开关管q5的控制信息为开关管q5关断时,对所述高频变压器的输出电压进行整流滤波;

所述开关管q5的控制信息为开关管q5导通时,对所述高频变压器的输出电压进行电压加倍。

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