一种微型逆变器、控制方法及光伏系统与流程

本申请涉及电力电子，具体涉及一种微型逆变器、控制方法及光伏系统。

背景技术：

1、随着光伏发电的不断成熟，目前光伏发电越来越多地被应用于家庭，即户用光伏。随着户用光伏系统的发展，目前户用逆变器也越来越小，出现了微型逆变器。

2、目前，微型逆变器可以包括至少一个原边绕组，每个原边绕组用于连接对应的光伏板。其中，每个原边绕组连接对应的原边h桥电路。

3、微型逆变器可以通过控制原边h桥电路以及副边桥臂电路的内外移相角，实现微型逆变器的并网。其中，内移相角是指原边h桥电路内部开关管的移相角，外移相角是指原边h桥电路与副边桥臂电路的开关管之间的移相角。

4、副边桥臂电路中开关管的控制需要根据电网电压的相位来进行开关状态的切换，但是，电网电压突变以及谐波较大的情况下，无法准确及时地获得异常工况下电网电压的相位信息，进而无法对副边桥臂电路的开关管做出准确及时的响应，有可能造成微型逆变器毁坏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种微型逆变器、控制方法及光伏系统，能够在异常工况准确及时跟踪电网电压的相位，准确控制副边桥臂电路的开关管，保护微型逆变器的安全。

2、本申请提供一种微型逆变器，包括：原边h桥电路、副边桥臂电路、变压器和控制器；副边桥臂电路包括双向开关桥臂；

3、双向开关桥臂的上桥臂和下桥臂均包括双向开关；

4、控制器，用于根据电网电压的正半周与第一电压阈值的第一比较结果，及电网电压的负半周与第二电压阈值的第二比较结果，获得电网电压的电压零点过渡区的相位；根据电压零点过渡区的相位控制双向开关的开关状态。

5、优选地，控制器包括第一比较器子系统和第二比较器子系统；

6、电网电压输入第一比较器子系统的第一输入端，第一电压阈值输入第一比较器子系统的第二输入端，第一比较器子系统的输出端输出第一比较结果；

7、电网电压输入第二比较器子系统的第二输入端，第二电压阈值输入第二比较器子系统的第二输入端，第二比较器子系统的输出端输出第二比较结果。

8、优选地，还包括：第一比较器和第二比较器；

9、电网电压输入第一比较器的第一输入端，第一电压阈值输入第一比较器的第二输入端，第一比较器的输出端输出第一比较结果；

10、电网电压输入第二比较器的第二输入端，第二电压阈值输入第二比较器的第二输入端，第二比较器的输出端输出第二比较结果；

11、第一比较器的输出端和第二比较器的输出端均连接控制器。

12、优选地，控制器包括可配置逻辑块clb；

13、clb，用于根据第一比较结果、第二比较结果和基准脉冲信号，获得电压零点过渡区的相位，并根据电压零点过渡区的相位生成双向开关的驱动信号。

14、优选地，clb，具体用于根据第一比较结果和第二比较结果获得电压零点过渡区的相位，根据电压零点过渡区的相位和基准脉冲信号生成双向开关的驱动信号。

15、优选地，clb，具体用于根据基准脉冲信号获得非过渡区基准信号和过渡区基准信号；根据电压零点过渡区的相位、非过渡区基准信号和过渡区基准信号生成双向开关的驱动信号。

16、优选地，控制器为数字信号处理器dsp。

17、优选地，原边h桥电路包括：n个原边h桥电路；n为正整数；变压器包括：n个原边绕组和n个副边绕组；

18、n个原边绕组和n个原边h桥电路一一对应连接，n个副边绕组并联在一起连接副边桥臂电路。

19、优选地，双向开关桥臂的上桥臂包括第五开关和第六开关，第五开关和第六开关形成双向开关，双向开关桥臂的下桥臂包括第七开关和第八开关，第七开关和第八开关形成双向开关，第五开关和第七开关的开关状态互补，第六开关和第八开关直通。

20、本申请还提供一种微型逆变器的控制方法，包括：

21、根据电网电压的正半周与第一电压阈值的第一比较结果，及电网电压的负半周与第二电压阈值的第二比较结果，获得电网电压的电压零点过渡区的相位；

22、根据电压零点过渡区的相位控制微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态。

23、优选地，根据电压零点过渡区的相位控制微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态，具体包括：

24、根据第一比较结果、第二比较结果和基准脉冲信号，获得电压零点过渡区的相位，并根据电压零点过渡区的相位生成双向开关的驱动信号。

25、优选地，根据电压零点过渡区的相位控制微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态，具体包括：

26、根据第一比较结果和第二比较结果获得电压零点过渡区的相位，根据电压零点过渡区的相位和基准脉冲信号生成双向开关的驱动信号。

27、优选地，根据电压零点过渡区的相位控制微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态，具体包括：

28、根据基准脉冲信号获得非过渡区基准信号和过渡区基准信号；根据电压零点过渡区的相位、非过渡区基准信号和过渡区基准信号生成双向开关的驱动信号。

29、本申请还提供一种光伏系统，包括光伏阵列和以上介绍的微型逆变器；

30、微型逆变器的输入端连接光伏阵列，微型逆变器的输出端用于连接电网。

31、由此可见，本申请具有如下有益效果：

32、本申请实施例提供的微型逆变器，不再利用锁相环来获得电网电压的相位信息，而是将电网电压直接与电压阈值进行比较，对于电网电压的正半周和负半周均设置对应的电压阈值，这样可以获得电压零点过渡区的相位，进而根据电压零点过渡区的相位来对副边桥臂电路中的双向开关进行准确的控制。由于是电压比较，而不是直接锁相，因此，即使电网电压存在波动，也可以准确及时地获得过零点和电压零点过渡区的相位。

技术特征：

1.一种微型逆变器，其特征在于，包括：原边h桥电路、副边桥臂电路、变压器和控制器；所述副边桥臂电路包括双向开关桥臂；

2.根据权利要求1所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器包括第一比较器子系统和第二比较器子系统；

3.根据权利要求1所述的微型逆变器，其特征在于，还包括：第一比较器和第二比较器；

4.根据权利要求1-3任一项所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器包括可配置逻辑块clb；

5.根据权利要求4所述的微型逆变器，其特征在于，所述clb，具体用于根据所述第一比较结果和所述第二比较结果获得所述电压零点过渡区的相位，根据所述电压零点过渡区的相位和所述基准脉冲信号生成所述双向开关的驱动信号。

6.根据权利要求5所述的微型逆变器，其特征在于，所述clb，具体用于根据所述基准脉冲信号获得非过渡区基准信号和过渡区基准信号；根据所述电压零点过渡区的相位、所述非过渡区基准信号和所述过渡区基准信号生成所述双向开关的驱动信号。

7.根据权利要求1-6任一项所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器为数字信号处理器dsp。

8.根据权利要求1-7任一项所述的微型逆变器，其特征在于，所述原边h桥电路包括：n个原边h桥电路；所述n为正整数；所述变压器包括：n个原边绕组和n个副边绕组；

9.根据权利要求8所述的微型逆变器，其特征在于，所述双向开关桥臂的上桥臂包括第五开关和第六开关，所述第五开关和所述第六开关形成所述双向开关，所述双向开关桥臂的下桥臂包括第七开关和第八开关，所述第七开关和所述第八开关形成所述双向开关，所述第五开关和所述第七开关的开关状态互补，所述第六开关和所述第八开关直通。

10.一种微型逆变器的控制方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，根据所述电压零点过渡区的相位控制所述微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态，具体包括：

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，根据所述电压零点过渡区的相位控制所述微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态，具体包括：

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，根据所述电压零点过渡区的相位控制所述微型逆变器的副边桥臂电路中双向开关的开关状态，具体包括：

14.一种光伏系统，其特征在于，包括光伏阵列和权利要求1-9任一项所述的微型逆变器；

技术总结
本申请公开了一种微型逆变器、控制方法及光伏系统，包括：原边H桥电路、副边桥臂电路、变压器和控制器；副边桥臂电路包括双向开关桥臂；双向开关桥臂的上桥臂和下桥臂均包括双向开关；控制器根据电网电压的正半周与第一电压阈值的第一比较结果，及电网电压的负半周与第二电压阈值的第二比较结果，获得电网电压的电压零点过渡区的相位；根据电压零点过渡区的相位控制双向开关的开关状态。电网电压的正半周和负半周均设置对应的电压阈值，获得电压零点过渡区的相位，根据电压零点过渡区的相位来对副边桥臂电路中的双向开关进行准确的控制。由于是电压比较，而不是锁相，即使电网电压存在波动，也可准确及时地获得过零点和电压零点过渡区的相位。

技术研发人员：骆然,陈巧地,汪子晨,谷雨
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14