[發明專利]光伏逆變器中的均壓輔電電路及控制方法

有效

• 申請號: 201511018183.0
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105577010B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 趙一;禹紅斌;榮強
• 申請（專利權）人: 杭州禾邁電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02S10/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

本發明公開了光伏逆變器中的均壓輔電電路及控制方法。包括兩個開關管，兩個箝位二極管，兩個續流二極管，兩個輸出二極管，兩個箝位電容，一個倍壓電容，兩個輸出電容和兩個帶有兩個繞組的耦合電感，本發明利用耦合電感來拓展變換器的電壓增益和降低功率開關管和二極管的電壓應力，利用耦合電感的漏感實現開關管的零電流開通和抑制二極管的反向恢復電流，箝位二極管和箝位電容組成的箝位電路有效吸收了主開關管關斷時的電壓尖峰和實現了能量的無損轉移，利用倍壓電路進一步提高了變換器的增益，并進一步降低功率開關管及輸出二極管的電壓應力，電路控制方便，輸入電流紋波小，適用于較大功率，高增益和高效率的光伏并網發電變換場合。

技術領域

本發明涉及一種直流—直流變換器及其控制方法。

背景技術

在太陽能發電系統中，三電平逆變器及其并聯技術得到了廣泛應用，與傳統兩電平逆變器相比，三電平逆變器輸出電能質量好，所需濾波器體積小，同時開關損耗低，有效降低了系統的成本和體積。如圖1所示為T型三電平電路。

而采用模塊并聯方式的逆變器，一方面改善電網電能質量，另一方面提升系統效率。同時采用智能的模塊控制手段，自動跟據工況使模塊投入或切出工作狀態，動態調節工作的模塊數量，使逆變器始終工作在高效率的最佳工作點，延長逆變器的工作時間。尤其時冗余控制，在某一模塊發生故障時，自動停止并切出該故障模塊，使其對系統影響最小，大幅提升系統的可靠性。

三電平電路的輸入分為正負母線，在系統或控制參數不對稱時，正負母線電壓會不均衡，影響系統的控制和性能。盡管單臺逆變器可以通過調制方法解決母線電壓不均問題，但會對逆變器并聯性能產生影響。因此往往通過引入平衡電路的方法解決母線電壓不均壓問題(開關管Su、Sd與電感L)。

光伏逆變器的輔助電源一般從光伏側取電，通過反激變換器形成控制電路所需的低電壓。光伏的系統電壓為1000V，因此反激變換器的開關管要選用耐壓是1500V的開關管，特性差成本高。

發明內容

本發明要克服現有技術的上述缺點，提供一種結構簡單的均壓輔電電路與控制方法，結構簡單控制方便，同時實現了母線電容的均壓和輔助電源的穩定輸出。

本發明所述的光伏逆變器中的均壓輔電電路中，第一防反二管D1的陽級與第一輸入電容C1的第一端相連，變壓器第一繞組L1的第一端與第一防反二極管D1的陰極相連，第一繞組L1的第二端與第一開關管S1的漏級相連，第一開關管S1的源極與第一輸入電容C1的第二端、第二輸入電容C2的第一端、及第二防反二極管D2的陽級相連，變壓器第二繞組L2的第一端與第二防反二極管D2的陰極相連，第二繞組L2的第二端與第二開關管S2的漏級相連，第二開關管S2的源極與第二輸入電容C2的第二端相連，Vin1為第一輸入電容C1的電壓，Vin2為第二輸入電容C2的電壓，Dr1與Dr2分別為第一開關管S1與第二開關管S2的驅動信號。

變壓器第三繞組L3的第一端與輸出二極管Do的陽極相連，輸出二極管Do的陰極與輸出電容Co的第一端及負載電阻Ro的第一端相連，輸出電容Co的第二端與變壓器第三繞組L3的第二端及負載電阻Ro的第二端相連，Vout為輸電容Co的電壓。

變壓器第一繞組L1的第一端與第二繞組L2的第一端及第三繞組L3的第二端為同名端。

所述的均壓輔電電路中開關管的控制方法，其特征在于：

當Vin1與Vin2的差值小于閥值VF時，第一開關管與第二開關管共同工作，Dr1與Dr2同時輸出。

當Vin1大于Vin2，并且他們的差值大于閥值VF時，第二開關管的驅動信號Dr2占空比減小至0。

當Vin1小于Vin2，并且他們的差值大于閥值VF時，第一開關管的驅動信號Dr1占空比減小至0。

占空比的減小不影響輔助電源輸出電壓Vout的穩定。