管S1占空比基本恒定，第S开关管S3处 于恒关断状态，控制第二开关管S,为输出功率提供所需的能量；第二开关管S2与第一开关 管Si同时开通实现第二开关管S2零电压零电流开通，第=开关管S3无开关动作，减小了第 二开关管的开通损耗；一个开关周期内输入功率Pi。多余的能量被储能电容C。吸收。
[005引1.2当Pin<P。时的开关模态分析
[0057] 图6为Ph<p。时的主要工作波形，该功率条件下电路共有4种开关模态，对应的等 效电路如图7所示。
[00则 1)开关模态l[tn，ti];等效电路如图7(a)所示。t。时刻，第一开关管81、第立开关 管S3开通，虽然在Ph<p。时，第二开关管S2恒开通，但是副边二极管DC在第一开关管S1导 通期间承受反压而不导通，故第二开关管S2没有电流流过。由于在Ph<p。期间P1。向负载提 供的能量不足，所Wt。时刻第S开关管管S3开通，储能电容C。补充输入功率P1。不足的能 量。假设输入电压Vi。在一个开关周期内保持不变，则励磁电流im从零开始线性上升，如式 (9)：
[0059]
(9)
[0060] t府刻第S开关管S3关断，由式（10)得t1时刻im大小为如式（10):
[006。
（10J
[006引 2)开关模态2[ti，t2];等效电路如图7(b)所示。t府刻第S开关管S3关 断，[ti，t2]期间第一开关管Si仍然导通，im继续线性上升，如式（11):
[006引
（11)
[0064] t3时刻第一开关管S1关断，由式（9)得t3时刻im大小为如式（12):
[0065]
(12)
[0066] 3)开关模态3[t2，t3];等效电路如图7(c)所示。储存在变压器的能量通过第二开 关管S2向后级变换器释放，[ti，t2]期间励磁电流可W表示为如式（13):
[0067]
(13)
[0068] t3时刻励磁电流也下降为零，由式子（14)得t2和t3的时间间隔为如式（14):
[0069]
(14)
[0070] 4)开关模态4[t3，t4];等效电路如图7(d)所示。在此开关模态中，电流为 零，第一开关管Si、第=开关管S3处于关断状态，变压器完全磁复位。
[0071] 反激变换器设计为工作在电流断续模式或临界连续模式，因此Ph<p。时需要满足 条件，如式（15):
[0072] Tpin<p"=DiTs+AT2《Ts (巧）
[0073] 综合上述分析可见；在Ph<p。时，第一开关管S1占空比恒定，第二开关管S2处于恒 开通状态，控制第=开关管S3为输出功率提供所需的能量；第二开关管S,无开关动作，减小 了开关损耗；一个开关周期内输入功率Pi。不足的能量由储能电容C。补充。
[0074]所述工频DC/AC变换器6为工作在工频状态下的全桥拓扑，在半个工频周期内，对 应对角线上的两个开关管一直导通，作用是将反激变换器和辅助电路组成的前级变换器所 得到的慢头波展开成全周期的正弦波。
[0075] 本发明不局限于上述【具体实施方式】，本领域的技术人员可W根据本发明公开的内 容进行多种实施方式。应理解上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围， 在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附 权利要求所限定的范围。
【主权项】
1. 一种高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在于，其包括太阳能光 伏阵列、输入滤波电容、反激变换器、输出滤波电容、辅助电路、工频DC/AC变换器以及电 网，所述太阳能光伏阵列依次连接输入滤波电容、反激变换器、输出滤波电容、辅助电、工频 DC/AC变换器以及电网。2. 根据权利要求1所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述太阳能光伏阵列的正负输出端分别与输入滤波电容的两端相连；所述反激变换器 由第一二极管、原边绕组、副边绕组、第一开关管、第二二极管和第二开关管组成；所述第 一二极管的阳极连接太阳能光伏阵列的正输出端，阴极连接原边绕组同名端；所述原边绕 组的异名端与所述第一开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极与太阳能光伏阵列的负 输出端相连；所述副边绕组异名端与第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与第 二开关管漏极相连；所述第二开关管源极与输出滤波电容一端相连，输出滤波电容另一端 与副边绕组同名端相连；所述工频DC/AC变换器两个输入端与输出滤波电容两端相连，工 频DC/AC变换器的两个输出端分别连接电网的正极和负极；所述辅助电路由副边辅助绕 组、第三二极管、储能电容、第四二极管、原边辅助绕组和第三开关管组成；所述副边辅助绕 组异名端与第三二极管的阳极相连，第三二极管阴极与储能电容的正极相连，储能电容的 负极与副边辅助绕组同名端相连；所述储能电容的正极与第四二极管管阳极相连，第四二 极管管阴极与原边辅助绕组的同名端相连；所述原边辅助绕组异名端与第三开关管的漏极 连接，第三开关管的源极与储能电容的负极相连。3. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述原边绕组、原边辅助绕组、副边绕组和副边辅助绕组绕制在同一磁芯上，共同构成 反激变压器。4. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述输入滤波电容、输出滤波电容和储能电容均为CBB电容或薄膜电容等非电解电容。5. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述辅助电路通过给储能电容充电和放电以平衡输入功率和输出功率之间的低频脉动 功率，进而抑制输入二次纹波电流含量，并提高光伏最大功率点跟踪精度。6. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述第一开关管控制储能电容的平均电压，在一个工频周期内第一开关管的占空比基 本不变，且第一开关管采用峰值电流控制方式。7. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述第三开关管在输入功率大于输出功率时处于恒关断状态，控制第二开关管为输出 提供所需功率。8. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述第二开关管在输入功率小于输出功率时处于恒开通状态，控制第三开关管为输出 提供所需功率。9. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在 于，所述第二开关管与第一开关管在输入功率大于输出功率时同时开通，实现第二开关管 零电压零电流开通，减小第二开关管的开通损耗。10. 根据权利要求2所述的高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其特征在
【专利摘要】本发明提供一种高功率密度长寿命反激式微型光伏并网逆变器，其包括太阳能光伏阵列、输入滤波电容、反激变换器、输出滤波电容、辅助电路、工频DC/AC变换器以及电网，所述太阳能光伏阵列依次连接输入滤波电容、反激变换器、输出滤波电容、辅助电、工频DC/AC变换器以及电网。本发明具有体积小、功率密度高、控制简单、寿命长、输入二次纹波电流含量低和最大功率点跟踪精度高的特点和优点。
【IPC分类】H02M7/537, H02M1/14
【公开号】CN104901572
【申请号】CN201510306472
【发明人】汪飞, 徐新蔚, 钟元旭, 吴春华
【申请人】上海大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月5日