一种采用变压器辅助谐振的光伏逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种采用变压器辅助谐振的光伏逆变器，属于电力电子变换与智能电网领域。
【背景技术】
[0002]太阳能的利用是缓解全球能源紧缺与环境污染问题的重要途径，光伏发电就是近年来研宄的热点之一。采用目前成熟的电力电子变流技术可将太阳能转换成电能，进而实现电压变换与功率控制。
[0003]另一方面，随着电力电子技术的发展和电力电子装置的普及应用，高性能、高效率和高功率密度成为电力电子装置的主要需求。为了实现这个目标，功率变换器必须运行在更高的开关频率，但高频化将恶化变换器的电磁兼容水平和降低系统效率。此外，开关损耗的增加将势必导致散热器体积及重量的增加，限制变换器功率密度的进一步提高。
【发明内容】
[0004]在现有技术的基础上，本实用新型公开了一种采用变压器辅助谐振的光伏逆变器，Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪，辅助谐振电路为PWM逆变桥开关器件提供零电压开关条件。PWM逆变桥的开关器件在PWM逆变桥的输入电压为零电压期间关断或开通，功率器件开关时无电压和电流的重叠，从而降低了开关损耗。利用高频变压器的等效电感与谐振电容之间的谐振，使PWM逆变桥的输入电压周期性下降到零，实现逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换，辅助开关器件也可以实现零电压开关或零电流开关，二极管的反向恢复损耗也被有效降低。此外，逆变器的主开关和辅助开关都可以实现软开关，所有开关器件承受的电压都不超过直流侧储能电容电压，而且辅助谐振电路在每个开关周期内只工作一次，降低了辅助谐振电路的损耗，提高了光伏发电的效率，适用于高性能、大功率的光伏发电系统。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种采用变压器辅助谐振的光伏逆变器，包括Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥，光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载顺次连接，将光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能并为三相阻感性负载供电；B00st升压电路包括光伏侧储能电容CpB00St升压电感LpB00St升压电路开关器件Sc^Boost升压电路二极管Dtl、直流侧储能电容C1，辅助谐振电路包括变压器、辅助开关器件Sal、Sa2、Sa3及其各自的反并联二极管D al、Da2, Da3，变压器的原副边绕组匝数比为l:n ;PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，由六个开关器件S^S6以及它们各自的反并联二极管D^D6组成，且六个开关器件S 集电极与发射极之间均并联接有缓冲电容C s;光伏阵列与光伏侧储能电容Ctl并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L ^相连，Boost升压电感Ltl另一端与Boost升压电路开关器件S ^的集电极、Boost升压电路二极管D ^的阳极相连，Boost升压电路二极管Dtl的阴极与直流侧储能电容C i的一端、辅助开关器件S al的集电极、反并联二极管Dal的阴极、辅助开关器件Sa2的集电极、反并联二极管Da2的阴极相连，直流侧储能电容C1的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件Stl的发射极、变压器副边绕组输出端、变压器原边绕组输出端、开关器件&的发射极、反并联二极管D2的阳极、开关器件S 4的发射极、反并联二极管D 4的阳极、开关器件S 6的发射极、反并联二极管D6的阳极相连，辅助开关器件S a2的发射极与反并联二极管D a2的阳极、变压器副边绕组输入端相连，辅助开关器件Sal的发射极与反并联二极管D al的阳极、辅助开关器件S &的集电极、反并联二极管Da3的阴极、开关器件集电极、反并联二极管01的阴极、开关器件&的集电极、反并联二极管D 3的阴极、开关器件S 5的集电极、反并联二极管D 5的阴极相连，辅助开关器件Sa3的发射极与反并联二极管Da3的阳极、变压器原边绕组输入端相连，开关器件S1的发射极与反并联二极管D i的阳极、开关器件S 2的集电极、反并联二极管D 2的阴极相连，开关器件S3的发射极与反并联二极管D3的阳极、开关器件S 4的集电极、反并联二极管D4的阴极相连，开关器件S 5的发射极与反并联二极管D 5的阳极、开关器件S 6的集电极、反并联二极管D6的阴极相连；由开关器件S 2的集电极、开关器件S 4的集电极、开关器件S 6的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端，并接至三相阻感性负载。
[0006]本实用新型的有益效果是:1、利用辅助谐振电路中变压器的漏电感与谐振电容的谐振，实现PWM逆变桥的输入电压周期性下降到零；2、无串联分压电容，无中性点电位的变化问题；3、逆变器的主开关和辅助开关都可以实现软开关，而且承受的电压不超过直流侧储能电容电压；4、PWM逆变桥在工作过程不需要短路，零电压持续时间不依赖于负载电流和谐振参数，其零电压持续时间可以根据需要任意选择；5、对谐振电路工作过程的控制不需要设定和负载有关的电感电流阈值；6、提高了光伏发电的效率，适用于高性能、大功率的光伏发电系统。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型拓扑结构示意图。
[0008]图2为本实用新型等效电路图。
[0009]图3为本实用新型工作模态I示意图。
[0010]图4为本实用新型工作模态2示意图。
[0011]图5为本实用新型工作模态3示意图。
[0012]图6为本实用新型工作模态4示意图。
[0013]图7为本实用新型工作模态5示意图。
[0014]图8为本实用新型工作模态6示意图。
[0015]图9为本实用新型工作模态7示意图。
[0016]图10为本实用新型工作模态8示意图。
【具体实施方式】
[0017]图1所示为采用变压器辅助谐振的光伏逆变器拓扑结构示意图，包括Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥，光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载顺次连接，将光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能并为三相阻感性负载供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容Cc^Boost升压电感LpBoost升压电路开关器件Sc^Boost升压电路二极管Dtl、直流侧储能电容C1，辅助谐振电路包括变压器、辅助开关器件&1、5^533及其各自的反并联二极管0^0&、0^变压器的原副边绕组匝数比为l:n;PWM逆变桥采用三相全桥逆变结构，由六个开关器件S^S6W及它们各自的反并联二极管D !-D6组成，且六个开关器件S1-SfJ^集电极与发射极之间均并联接有缓冲电容cs;光伏阵列与光伏侧储能电容Cci并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感Lci相连，Boost升压电感Ltl另一端与Boost升压电路开关器件S C1的集电极、Boost升压电路二极管D C1的阳极相连，Boost升压电路二极管Dtl的阴极与直流侧储能电容C i的一端、辅助开关器件S al的集电极、反并联二极管Dal的阴极、辅助开关器件Sa2的集电极、反并联二极管Da2的阴极相连，直流侧储能电容C1的另一端与光伏阵列输出负极、Boost升压电路开关器件S (!的发射极、变压器副边绕组输出端、变压器原边绕组输出端、开关器件&的发射极、反并联二极管D 2的阳极、开关器件&的发射极、反并联二极管D 4的阳极、开关器件S 6的发射极、反并联二极管D 6的阳极相连，辅助开关器件Sa2的发射极与反并联二极管Da2的阳极、变压器副边绕组输入端相连，辅助开关器件Sal的发射极与反并联二极管D al的阳极、辅助开关器件S &的集电极、反并联二极管Da3的阴极、开关器件S ^勺集电极、反并联二极管D i的阴极、开关器件S 3的集电极、反并联二极管D3的阴极、开关器件S 5的集电极、反并联二极管D 5的阴极相连，辅助开关器件Sa3的发射极与反并联二极管D a3的阳极、变压器原边绕组输入端相连，开关器件S ^勺发射极与反并联二极管D1的阳极、开关器件S 2的集电极、反并联二极管D 2的阴极相连，开关器件S3的发射极与反并联二极管D 3的阳极、开关器件S 4的集电极、反并联二极管D 4的阴极相连，开关器件S5的发射极与反并联二极管D5的阳极、开关器件S 6的集电极、反并联二极管D6的阴极相连；由开关器件S 2的集电极、开关器件S 4的集电极、开关器件S 6的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端，并接至三相阻感性负载。
[0018]Boost升压电路实现光伏阵列输出最大功率跟踪，辅助谐振电路为PWM逆变桥开关器件提供零电压开关条件。PWM逆变桥的开关器件在PWM逆变桥的输入