主开关器件等效为Sinv，主开关器件反并联的续流二极管等效为VDinv; 5、PffM逆变桥的6个缓冲电容等效为Cr。
[0015]在上述五点假设基础上，可得图2所示本实用新型的等效电路图，各部分的电流电压都以图2所示的方向为正。
[0016]本实用新型在一个开关周期内可以分为6个工作模式，电路的特征工作波形如图3所示。横轴为时间轴，纵轴为时间对应的波形的值。下面结合图2和图3分别对各个工作模式进行介绍。
[0017]工作模式I(t?to):初始状态，电源通过辅助开关器件Sal向负载传输电能，此时Sal处于开通状态，电路工作在稳态，同时在Sal、Lr、VDa2组成的回路中，有恒定的环流流过，设流过Lr的电流值为一 Ilo，本工作模式的持续时间ST1。
[0018]工作模式2(to?ω:在to时刻，关断辅助开关器件Sal，在电容Cr的作用下，降低了Sal关断瞬间端电压的上升率，所以Sal实现了零电压关断。Sal关断以后，辅助谐振电路开始工作，Lr和Cr开始谐振，Lr放电，向电源回馈能量;Cr也放电，同时向电源和负载回馈能量。随着Cr放电，直流链电压逐渐下降，在时刻，直流链电压下降到零，即UCr = O时，本工作模式结束。
[0019]工作模式3 (?t2):在t时刻，直流链电压下降到零，直流电源不向负载传输电能，二极管VDinv导通，负载电流将通过二极管VDinv续流，同时直流电源E、辅助二极管VDa2、谐振电感Lr和二极管VDlnv处于同一回路中，Lr承受电压为E，Lr放电，向电源回馈能量，流过Lr的电流线性减小，在t2时刻，当iLr = O时，本工作模式结束。因为本工作模式中直流链电压为零，所以在本工作模式中开通sinv，则Sinv实现了零电压开通。
[0020]工作模式4(t2?t3):从丨2时刻开始，Lr和Cx开始谐振，Lr和Cx被充电，iLr和uCx逐渐正向增大，因为电流开始流过等效开关器件Sinv，所以桥臂处于短路状态。在t3时刻，当iLr正向增大到设定值IL3时，本工作模式结束。为了使谐振电感Lr储存足够的能量，以便在工作模式5的谐振过程中使直流链电压回升到电源电压E，所以在本工作模式中必须使桥臂瞬间短路。因为辅助开关器件Sal已经关断，所以桥臂短路不会损坏直流电源。本工作模式中直流链电压为零，直流电源不向负载传输电能，所以负载电流通过二极管VDinv续流。
[0021 ]工作模式5(t3?t4):在t3时刻，当iLr正向增大到设定值IL3时，关断等效开关器件Slnv，因为此时直流链电压仍为零，所以Slnv实现了零电压关断。等效开关Slnv关断以后，桥臂恢复正常状态，相当于桥臂上的主开关器件在直流链电压为零的期间内完成了零电压切换。Sinv关断以后，Lr、Cr和Cx开始谐振。因为Cx的电容值远大于Cr的电容值，且Cr和Cx串联，为简化分析，回路的总电容值近似为Cr，在工作本模式中，可以认为UCx是近似不变的，UCx * UCx(t3)通过Lr和Cr的谐振使直流链电压回升。在谐振过程中，Lr和Cr都被充电，iLr和UCr逐渐增大，当UCr增大到E — UCx(t3)时，Ur增加到最大值，然后UCr继续增大，iLr开始减小，在t4时刻，iLr减小到IL4，UCr增大到直流电源电压E时，本工作模式结束。
[0022]工作模式6(t4?t5):本工作模式分为两个阶段，第一阶段t4?tz期间内，在t4时刻，UCr增大到E，二极管VDaI导通，UCr被箝位于E，然后Lr和Cx开始谐振，Lr放电，Cx被充电，iLr开始从IL4逐渐减小，UCx继续增大。当i Lr减小到与负载电流1相等时，二极管VDaI自然截止，然后电流开始流过Sal。在二极管VDal导通的时候，即iLr减小到1之前，开通辅助开关Sal，则Sal实现了零电压开通。在tz时刻，当kr减小到零，UCr增大到最大值时，第一阶段结束，然后本工作模式进人到第二阶段，从1:2时刻开始，Lr和(^继续谐振，Cx放电，Lr被反向充电，Ur开始反向增大，uCx开始减小。在t5时刻，uCx减小到零，iLr反向增大到Ilo时，Cx并联的辅助二极管VDa^通，uCx被箝位于零，本工作模式结束。然后电路返回工作模式I，开始下一个开关周期的工作。
【主权项】
1.一种用于电机驱动的光伏发电系统，其特征在于，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、交流电机;光伏阵列、Boos t升压电路、辅助谐振电路、P丽逆变桥、交流电机顺次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为交流电机供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容Co、Boost升压电感Lo、Boost升压电路开关器件So、Boost升压电路二极管VDo、直流侧储能电容C1;辅助谐振电路包括谐振电容Cx、谐振电感U、辅助开关器件Sal及Sal的反并联二极管VDal、辅助二极管VDa25PffM逆变桥采用三相全桥逆变器结构，包括六个开关器件Si?S6以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容;开关器件S1、S3、S5的集电极相连，作为PWM逆变桥的输入正端;开关器件S2、S4、S6的发射极相连，作为PWM逆变桥的输入负端;光伏阵列与光伏侧储能电容Co并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感Lo相连，Boost升压电感Lo另一端与Boost升压电路开关器件So的集电极、Boost升压电路二极管VDo的阳极相连，Boost升压电路二极管VDo的阴极与直流侧储能电容C1的一端、辅助开关器件Sal的集电极、反并联二极管VDal的阴极、谐振电容Cx的一端、辅助二极管VDa2的阴极相连，谐振电容Cx的另一端与谐振电感Lr的一端、辅助二极管VDa2的阳极相连，谐振电感Lr的另一端与辅助开关器件Sal的发射极、反并联二极管VDaJ^阳极、PWM逆变桥的输入正端相连，PffM逆变桥的输入负端与光伏阵列输出负极、Boo s t升压电路开关器件Sq的发射极、直流侧储能电容C1的另一端相连;P丽逆变桥中，S1的发射极与S2的集电极相连，S3的发射极与S4的集电极相连，S5的发射极与S6的集电极相连，由S2、S4、S6的集电极分别引出PffM逆变桥的a、b、c三个输出端;PffM逆变桥的a、b、c三个输出端分别接至交流电机，驱动交流电机运转。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于电机驱动的光伏发电系统，包括光伏阵列、Boost升压电路、辅助谐振电路、PWM逆变桥、交流电机；Boost升压电路实现最大功率跟踪，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逆变桥实现DC/AC变换。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振电路，使直流链电压周期性地归零，可以实现PWM逆变桥主开关器件的零电压开关，而且辅助开关器件也可以实现零电压开关。此外，其辅助谐振电路只有一个辅助开关器件，所以该逆变器控制相对简单，硬件成本低。
【IPC分类】H02S10/00, H02P27/06, H02S40/32
【公开号】CN205304678
【申请号】
【发明人】夏丽静, 吴萌, 李江华, 曹姗姗, 吴传涛
【申请人】夏丽静
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月14日