一種高效率光伏并網(wǎng)逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效率光伏并網(wǎng)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油、煤炭等資源的消耗，能源短缺的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，同時由其造成的污染 越來越嚴(yán)重，對人民的生活、健康產(chǎn)生了較大的影響，因此發(fā)展新能源、清潔能源已是大勢 所趨。近年來，太陽能發(fā)電得到了大量的應(yīng)用，并取得了一定的效益。光伏并網(wǎng)逆變器的光 伏逆變系統(tǒng)的核心部件，傳統(tǒng)方法采用工頻隔離變壓器T，從而致使逆變器體積大、笨重、成 本高、效率低。
[0003] 同時現(xiàn)存的光伏并網(wǎng)逆變器大多采用模擬元件、模擬控制方式，優(yōu)點是響應(yīng)快，但 在許多方面存在不足。比如開關(guān)損耗過大致使變換器效率低等問題，同時，傳統(tǒng)的模擬移相 全橋ZVS變換器需要大量的分立元件，由此帶來較高的成本，而且模擬器件之間連接復(fù)雜， 給故障檢測與維修帶來較大困難，而且模擬控制易受環(huán)境（如噪聲，環(huán)境溫度、濕度、震動 等）影響，穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)存光伏并網(wǎng)逆變器負載范圍窄、成本 高、效率低等缺陷，提出了一種高效率光伏并網(wǎng)逆變器。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0006] -種高效率光伏并網(wǎng)逆變器，包括直流電壓輸入端、DSP控制器、第一 MOS管、第 二MOS管、變壓器以及作為輸出端的負載，變壓器包括一個原邊繞組和兩個副邊繞組；第一 MOS管和第二MOS管通過LLC諧振電路與變壓器的原邊繞組相連，變壓器的兩個副邊繞組通 過整流濾波電路與負載相連；DSP控制器的兩路PWM輸出通過驅(qū)動電路分別與第一 MOS管 和第二MOS管的柵極連接，同時DSP控制器完成輸入電壓、輸出電壓以及輸出電流的采集。
[0007] 所述第一 MOS管的漏極接電壓輸入正端，第一 MOS管的源極和第二MOS管的漏極 連接，第二MOS管源極接地；電壓輸入端的正負極上第一電容和第二電容串聯(lián)后，并在電壓 輸入端的兩端；LLC諧振電路分別接在第一電容與第二電容的連接點以及第一 MOS管的源 極和第二MOS管的漏極的連接點上。
[0008] 所述第一 MOS管和第二MOS管上分別并聯(lián)有第一體二極管和第二體二極管，且第 一體二極管和第二體二極管的陽極分別與第一 MOS管和第二MOS管的源極相連，第一體二 極管和第二體二極管的陰極分別與第一 MOS管和第二MOS管的漏極相連。
[0009] 所述LLC諧振電路包括串聯(lián)的諧振電感和諧振電容，諧振電感連接在第一 MOS管 源極和第二MOS管漏極的連接點上，諧振電容連接在變壓器原邊繞組的同名端上，變壓器 原邊繞組的異名端連接在第一電容和第二電容的連接點上。
[0010] 所述整流濾波電路包括第一整流二極管、第二整流二極管、濾波電感以及輸出濾 波電容；變壓器副邊第一繞組同名端和第一整流二極管的陽極相連，第一繞組異名端和副 邊第二繞組同名端接地，第二繞組異名端和第二整流二極管的陽極相連；濾波電感一端與 第一整流二極管和第二整流二極管陰極相連，另一端與輸出濾波電容的一端相連后作為輸 出端的正極；濾波電容的另一端接地，負載并聯(lián)在濾波電容的兩端。
[0011] 所述DSP控制器的第一路模/數(shù)端通過第一電壓采樣電路與電壓輸入正端連接， 第二路模/數(shù)端通過第二電壓采樣電路與輸出正端連接，第三路模/數(shù)端通過電流采樣電 路連接在變壓器副邊第一繞組異名端和地的連接點之間。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0013] 本發(fā)明采用LLC諧振電路進行隔離大大縮小逆變系統(tǒng)的體積，同時提高了效率和 功率密度。LLC諧振電路是在傳統(tǒng)的串聯(lián)諧振電路基礎(chǔ)上，將變壓器和勵磁電感串聯(lián)在LLC 諧振電路中，構(gòu)成一個LLC諧振電路。相比傳統(tǒng)的串聯(lián)諧振電路，由于增加了一個諧振電 感，使得電路諧振頻率降低，無需使用額外輔助網(wǎng)絡(luò)就可以實現(xiàn)全負載范圍內(nèi)的開關(guān)管零 電壓開關(guān)；其次，變壓器副邊整流二極管可以有條件的工作在零電壓關(guān)斷，減小了二極管反 向恢復(fù)所產(chǎn)生的損耗。本發(fā)明負載范圍寬、效率高，負載范圍可達到10 %-100 %，10 %負載 時效率達到70%，60%以上負載時達到90%以上；本發(fā)明成本低，采樣數(shù)字控制減少了大 量的模擬器件，同時電路可靠性高，對電路中的電壓過沖進行控制，保證電路可靠工作；當(dāng) 電路發(fā)生過流、過壓、欠壓時，能夠封鎖開關(guān)管實現(xiàn)對電路的保護。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的電路圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明升壓模式電路工作的波形圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施做詳細的闡述。
[0017] 參見圖1，本發(fā)明包括：DSP控制器、第一 MOS管Q1、第二MOS管Q2、變壓器TT、驅(qū) 動電路、采樣電路、電感、電容、負載，變壓器T包括一個原邊繞組和兩個副邊繞組。
[0018] 第一 MOS管Ql漏極接輸入正端，第一 MOS管Ql的源極和第二MOS管Q2的漏極連 接，第二MOS管Q2源極接地；DSP控制器的兩路PWM輸出通過驅(qū)動電路分別與第一 MOS管 Ql、第二MOS管Q2柵極連接，DSP控制器的第一路模/數(shù)端通過第一電壓采樣電路與輸入正 端連接，第二路模/數(shù)端通過第二電壓采樣電路與輸出正端連接，第三路模/數(shù)端通過電流 采樣電路連接在變壓器T副邊第一繞組異名端和地的連接點之間。變壓器T的原邊繞組的 同名端通過漏感與第一 MOS管Ql的源極連接，異名端與第一電容Cl和第二電容C2的連接 點連接；變壓器T副邊第一繞組同名端和第一整流二極管D3的陽極連接，異名端和變壓器 T副邊第二繞組同名端與副邊地連接；變壓器T副邊第二繞組異名端和第二整流二極管D4 陽極連接。濾波電感Lf 一端和第一整流二極管D3陰極、第二整流二極管D4的陰極相連， 另一端與低壓端連接，輸出濾波電容Cf 一端與輸出正極連接，另一端與地連接，負載R接在 正負輸出之間。本發(fā)明開關(guān)管的開關(guān)頻率等于諧振頻率，諧振電流是純粹的正弦波，副邊整 流電路的輸出電流臨界連續(xù)，均方根值最小，開關(guān)管導(dǎo)通損耗最小，電路效率最高。
[0019] 本發(fā)明的原理及工作過程：
[0020] 本發(fā)明充分利用了元件自身寄生參數(shù)，減小了電壓、電流應(yīng)力，可在非常寬的負載 范圍內(nèi)實現(xiàn)軟開關(guān)，增大了轉(zhuǎn)換效率，通過變壓器T實現(xiàn)了低壓端和高壓端的隔離，通過采 樣電路和驅(qū)動電路實現(xiàn)了直流隔離，特別適用于對變換器效率要求較高的場合。
[0021] 如圖1所示，對本發(fā)明的工作原理進行詳細說明，兩個開關(guān)管180°互補導(dǎo)通且中 間存在死區(qū)，以防止