【摘要】：隨著單塊光伏電池輸出功率越來越高,以反激電路為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)光伏微逆變器難以達到高效率,因此橋式電路為基礎(chǔ)的微逆變器越來越受到重視。提出一種電流型降壓橋式偽直流環(huán)節(jié)微逆變器。推導(dǎo)了能量緩沖電感的選擇方法,得到了其中各開關(guān)器件的電流應(yīng)力。對所提微逆變器與傳統(tǒng)反激式微逆變器在開關(guān)管的導(dǎo)通損耗、二極管的導(dǎo)通損耗、偽直流環(huán)節(jié)濾波效果、開關(guān)損耗方面做了詳細比較,所提微逆變器綜合新能優(yōu)于傳統(tǒng)微逆變器。200 W樣機的實驗結(jié)果證明所提微逆變器性能優(yōu)良。
【圖文】：

常用的兩直流側(cè)均鉗位的橋式電路是雙有源橋(DAB)雙向DC/DC變換器[20]，目前對其效率改善主要集中在限制其回流功率[20-21]。而偽直流環(huán)節(jié)微逆變器的前級DC/DC變換器輸出直流為雙倍工頻波動的饅頭波，其特性與輸出電壓平滑的雙向DC/DC存在一定差異。為保留橋式微逆變器的相關(guān)優(yōu)點，又實現(xiàn)盡可能少的能量回饋，本文提出電流型降壓式全橋微逆變器，在綜合評價所提微逆變器與反激拓撲微逆變器的各項性能后，指出本文所提微逆變器綜合性能優(yōu)越。1基于降壓橋式的偽直流環(huán)節(jié)微逆變器偽直流環(huán)節(jié)微逆變器的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中常用的高頻隔離有反激電路、橋式電路，分別如圖2(a)、圖2(b)所示。區(qū)別于傳統(tǒng)的移相控制零電壓開關(guān)(ZVS)全橋變換器[19]與雙有源橋變換器[20]，本文所提微逆變器如圖2(b)所示，其前級DC/DC電路為電流型橋式變換器，由于變換器輸入電壓高于電網(wǎng)電壓峰值折算到原邊的值，故本文稱之為電流型降壓橋式變換器。橋式電路中，與變壓器串聯(lián)的電感也可以是諧振單元，如LC串聯(lián)或并聯(lián)諧振、LLC諧振等，這不在本文研究范圍內(nèi)。下面分別計算這些變換器在額定功率下流過變壓器原邊開關(guān)管的電流應(yīng)力。在計算前，假設(shè)微逆變器的功率為Pmax，效率為1，電網(wǎng)電壓有效值UG，光伏電池電壓UPV。圖1偽直流環(huán)節(jié)微逆變器通用電路結(jié)構(gòu)Fig.1Generalcircuitstructureformicro-inverterwithpseudoDClink(a)反激式微逆變器(b)本文采用降壓橋式微逆變器圖2偽直流環(huán)節(jié)微逆變器前級電路種類Fig.2Differentcircuitsformicro-inverterformerstagewithpseudoDClink2器件電流應(yīng)力分析為了實現(xiàn)器件的零電流開關(guān)，電路工作設(shè)計在電感電流斷續(xù)模式(DCM)，在半個開關(guān)周期內(nèi)與Buck電路工作原理類似。電路在一個?

黃?[20]，目前對其效率改善主要集中在限制其回流功率[20-21]。而偽直流環(huán)節(jié)微逆變器的前級DC/DC變換器輸出直流為雙倍工頻波動的饅頭波，其特性與輸出電壓平滑的雙向DC/DC存在一定差異。為保留橋式微逆變器的相關(guān)優(yōu)點，又實現(xiàn)盡可能少的能量回饋，本文提出電流型降壓式全橋微逆變器，在綜合評價所提微逆變器與反激拓撲微逆變器的各項性能后，指出本文所提微逆變器綜合性能優(yōu)越。1基于降壓橋式的偽直流環(huán)節(jié)微逆變器偽直流環(huán)節(jié)微逆變器的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中常用的高頻隔離有反激電路、橋式電路，分別如圖2(a)、圖2(b)所示。區(qū)別于傳統(tǒng)的移相控制零電壓開關(guān)(ZVS)全橋變換器[19]與雙有源橋變換器[20]，本文所提微逆變器如圖2(b)所示，其前級DC/DC電路為電流型橋式變換器，由于變換器輸入電壓高于電網(wǎng)電壓峰值折算到原邊的值，故本文稱之為電流型降壓橋式變換器。橋式電路中，與變壓器串聯(lián)的電感也可以是諧振單元，如LC串聯(lián)或并聯(lián)諧振、LLC諧振等，這不在本文研究范圍內(nèi)。下面分別計算這些變換器在額定功率下流過變壓器原邊開關(guān)管的電流應(yīng)力。在計算前，假設(shè)微逆變器的功率為Pmax，效率為1，電網(wǎng)電壓有效值UG，，光伏電池電壓UPV。圖1偽直流環(huán)節(jié)微逆變器通用電路結(jié)構(gòu)Fig.1Generalcircuitstructureformicro-inverterwithpseudoDClink(a)反激式微逆變器(b)本文采用降壓橋式微逆變器圖2偽直流環(huán)節(jié)微逆變器前級電路種類Fig.2Differentcircuitsformicro-inverterformerstagewithpseudoDClink2器件電流應(yīng)力分析為了實現(xiàn)器件的零電流開關(guān)，電路工作設(shè)計在電感電流斷續(xù)模式(DCM)，在半個開關(guān)周期內(nèi)與Buck電路工作原理類似。電路在一個工頻周期內(nèi)工作的主要波形如圖3所示。電路中，變壓器原邊橋?
【作者單位】： 鹽城工學(xué)院電氣工程學(xué)院;江蘇省新能源發(fā)電與電能變換重點實驗室(南京航空航天大學(xué));
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51577164,51477077,51677084)~~
【分類號】：TM464

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本文編號：2525241