[發(fā)明專利]一種高轉(zhuǎn)換效率的光伏離網(wǎng)逆變器及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110023790.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112653351A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃明華;熊蕓;周楊
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市金三科電子有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 東莞卓為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44429
• 代理人: 齊海迪

本發(fā)明公開了一種高轉(zhuǎn)換效率的光伏離網(wǎng)逆變器，其包括所包括鋰電池組、直流輸入防反接電路、直流輸入電壓采樣電路、直流母線開關(guān)電流波形校正電路、控制單元、全橋架構(gòu)MOS管電路、高頻矩形脈沖波產(chǎn)生電路、輸出電壓及頻率檢測電路、交流輸出濾波電路及輸出電流檢測電路。本發(fā)明還公開一種控制方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低、實用性強、穩(wěn)定性強，本發(fā)明通過全橋架構(gòu)MOS管電路及高頻矩形脈沖波產(chǎn)生電路提高逆變器轉(zhuǎn)換效率的同時，還能夠有效降低其在空載狀態(tài)下逆變器自損耗電流，在同等負載條件下減少鋰電池組的放電電流，延長鋰電池組的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高轉(zhuǎn)換效率的光伏離網(wǎng)逆變器及其控制方法。

背景技術(shù)

光伏離網(wǎng)逆變器電源裝置，由于其在負載兼容性方面遠遠優(yōu)于高頻逆變器，故使得其在負載兼容性方面非常優(yōu)秀，目前已廣泛應(yīng)用于各種供電場合，如在計算機設(shè)備、家電設(shè)備、照明場所以及各種工業(yè)用電場所。現(xiàn)今隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，太陽能充電控制器與工頻逆變器相結(jié)合，在離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛。目前市場上所存在的光伏逆變器普遍存在逆變效率較低，遠低于轉(zhuǎn)換效率在90%以上的高頻逆變器。其原因在于現(xiàn)有的工頻逆變器采用隔離型磁芯材料設(shè)計，使得直流能量在進行交流能量轉(zhuǎn)換的過程中在磁芯上產(chǎn)生了較大的損耗，需要采用高頻逆變器較好的才能解決了這個問題，現(xiàn)有的高頻逆變器在進行交直流能量轉(zhuǎn)換的過程中其自身損耗較小，整體逆變效率較高，但現(xiàn)有的高頻你逆變器在使用過程中還存在著以下缺陷：1、逆變效率低，平均效率只有80%；2、現(xiàn)有逆變器內(nèi)的變壓器空載電流大，達到額定直流端電流的3%，在待機狀態(tài)下，空載功耗造成了電池能量的極大浪費，造成逆變器的續(xù)航性能降低，影響后續(xù)的使用效率；3、由于工作時其功率開關(guān)管結(jié)溫較高及發(fā)熱量大，需要大面積的鋁型材散熱器及較大風扇進行強制風冷，增加逆變器的體積及重量，無法進行便攜式的安裝及使用。

發(fā)明內(nèi)容

本項發(fā)明是針對現(xiàn)在的技術(shù)不足，提供一種高轉(zhuǎn)換效率的光伏離網(wǎng)逆變器及其控制方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種高轉(zhuǎn)換效率的光伏離網(wǎng)逆變器，所述高轉(zhuǎn)換效率的光伏離網(wǎng)逆變器包括鋰電池組、直流輸入防反接電路、直流輸入電壓采樣電路、直流母線開關(guān)電流波形校正電路、控制單元、全橋架構(gòu)MOS管電路、高頻矩形脈沖波產(chǎn)生電路、輸出電壓及頻率檢測電路、交流輸出濾波電路及輸出電流檢測電路，所述直流輸入防反接電路、直流輸入電壓采樣電路、直流母線開關(guān)電流波形校正電路、全橋架構(gòu)MOS管電路、高頻矩形脈沖波產(chǎn)生電路、輸出電壓及頻率檢測電路、交流輸出濾波電路及輸出電流檢測電路均與所述控制單元連接，所述鋰電池組的負極與所述直流輸入防反接電路連接，所述鋰電池組的正極與所述直流輸入電壓采樣電路連接,所述直流母線開關(guān)電流波形校正電路與所述直流輸入電壓采樣電路連接，所述全橋架構(gòu)MOS管電路與所述直流母線開關(guān)電流波形校正電路連接，所述高頻矩形脈沖波產(chǎn)生電路設(shè)置在所述控制單元與全橋架構(gòu)MOS管電路之間，所述交流輸出濾波電路與所述全橋架構(gòu)MOS管電路連接。

作進一步改進，所述直流輸入電壓采樣電路包括電阻R12及電阻R13，所述電阻R12及電阻R13串聯(lián)構(gòu)成分壓電阻組，所述控制單元設(shè)有多個A/D采樣口，所述電阻R13連接其中一個的A/D采樣口，所述直流輸入電壓采樣電路采樣后經(jīng)電阻R12及電阻R13鉗位，送到控制單元的A/D采樣口，經(jīng)對采樣電壓分析后判定輸入電壓是否在額定范圍內(nèi)。

作進一步改進，所述全橋架構(gòu)MOS管電路包括工頻變壓器、四個橋臂及兩組開關(guān)管組，所述工頻電壓器包括原邊側(cè)及副邊側(cè)，所述原邊側(cè)及副邊側(cè)均設(shè)有兩根接頭，四個所述橋臂包括橋臂一、橋臂二、橋臂三及橋臂四，所述橋臂一與橋臂二構(gòu)成橋臂組一，所述橋臂三與橋臂二對角設(shè)置構(gòu)成橋臂組二，兩組所述開關(guān)管組分別連接在的橋臂一與橋臂之間、橋臂三與橋臂四之間，兩組所述開關(guān)管組均由兩開關(guān)管構(gòu)成，所述橋臂組一與橋臂組二交替導通時，所述同一橋臂組上的兩個開關(guān)管互補導通，開關(guān)管由驅(qū)動脈沖控制，通過高頻矩形脈沖波產(chǎn)生電路的脈寬調(diào)制對輸出電壓和電流進行控制，以達到調(diào)節(jié)功率輸出的目的。