一种零电压转换H6结构非隔离光伏并网逆变器

非隔离型单相光伏并网逆变器的漏电流和效率是两个关键指标。非隔离型并网逆变器相比隔离型结构有效率优势,但到目前为止,非隔离型并网逆变器的高频开关仍然工作在硬开关状态。提出一种零电压转换H6结构非隔离光伏并网逆变器,通过引入两组谐振支路可实现高频主开关的零电压开通和零电压关断,高频辅助开关管的零电流开通,及续流二极管的零电压开通和零电压关断。论文详细分析新型逆变器的工作模态、软开关条件、占空比约束条件和谐振参数设计方法,并通过一台100kHz、1kW样机验证新型逆变器的可行性。     

非隔离型光伏并网逆变器软开关技术

非隔离型光伏并网逆变器的电路拓扑技术和市场应用得到了充分发展和广泛普及。该文讨论非隔离型光伏并网逆变器的软开关实现技术的可行性和实现方法,为下一代高功率密度非隔离型光伏并网逆变器打下基础。为此,该文提出一种兼顾直流母线极性和独立零矢量续流结构的并联型双谐振网络的软开关实现架构,取名为"续流谐振腔逆变器"。在新型软开关架构的指引下分别以零电压和零电流两种软开关实现为目标,通过谐振轨迹规划、基本谐振单元和拓扑改造优化等步骤,完成当前市场主流非隔离型光伏并网逆变器拓扑的软开关化升级。同时,讨论了软开关非隔离型光伏并网逆变器的漏电流和非单位功率因数运行等关键技术问题,并给出建议的解决措施。进而挑选ZVT-Heric和ZCT-Heric为例搭建了3kW功率等级实验样机,进行了原理验证。最后总结分析了软开关非隔离型光伏并网逆变器的技术特点和面临的挑战。     

非单位功率因数运行下HERIC型并网逆变器软开关技术研究

软开关技术是实现非隔离逆变器高频化及高变换效率的重要途径;同时,新的并网标准要求光伏并网逆变器具有更宽的功率因数运行范围。为此,该文提出一种基于高效可靠逆变器(highly efficient reliable inverter concept,HERIC)拓扑的新型零电流转换并网逆变电路。通过谐振网络的分区域工作模式配合逆变器的无功运行分段调制策略,将软开关运行目标从单位功率因数下的两象限推广到非单位功率因数下的四象限。该文详细分析了软开关逆变器的工作原理,并讨论其谐振轨迹特征、参数设计方法及器件电压电流应力等。最后通过搭建一台50k Hz、1kW原理样机验证了该新型逆变器的可行性。     

一种新型单相非隔离型光伏并网逆变器研究

针对传统单相非隔离型全桥光伏并网逆变器的不足,研究并设计了一种新型、高效率且具备漏电流抑制能力的两级式单相非隔离型光伏并网逆变器。该逆变器拓扑电路由前级Boost变换器与后级H6结构逆变拓扑级联而成。电流控制环采用比例谐振(PR)控制器来无静差跟踪给定的正弦电流,以提高并网电流质量。最后,通过一台2 kW的单相光伏并网逆变器样机,对理论分析结果进行了实验验证,结果表明该新型单相非隔离型光伏并网逆变器具有控制简单,变换效率高,可靠性高等优点。     

新型单相T型五电平非隔离光伏逆变器

提出了一种基于传统单相H桥拓扑和T型NPC拓扑相结合的五电平非隔离单相光伏并网逆变器拓扑结构,该拓扑包括两种结构,即通常的单相全桥和T型中点钳位结构.该拓扑通过一个由双向开关管组成的T型中点钳位结构来获得五电平,称之为T型五电平拓扑.具体分析了该新型拓扑的工作模态与共模漏电流抑制能力,该新型拓扑具有较高的效率,具有较低的泄漏电流,相比于传统的三电平拓扑具有很小的并网电流谐波和较低的开关管电压应力,可以减少并网逆变器的滤波成本和开关管器件成本.最后通过仿真和实验验证了理论的正确性.所提出的T型五电平拓扑符合非隔离光伏并网逆变器的相关标准,适用于光伏逆变器市场.     

新型单相光伏并网逆变器共模电流抑制研究

针对现有非隔离单相光伏并网逆变器拓扑共模电流大、效率低等问题,提出一种新型非隔离单相光伏并网逆变器拓扑,该拓扑在单相全桥逆变器的基础上增加2个续流二极管,并将交流侧滤波电感移至逆变器下桥臂,使得开关周期内共模电压保持恒定,有效抑制了共模电流;同时高频开关管使用MOSFET,工频开关管使用IGBT,且避免引入额外的开关管,系统整体损耗降低.通过对3 kW系统的仿真和实验,验证了新型拓扑抑制共模电流的效果.     

具有零电流关断特性的并网型光伏逆变器研制

介绍了一种新型的辅助谐振转换极逆变器拓扑结构,它可以实现主开关管及辅助开关管的零电流关断。将这种拓扑应用于并网光伏逆变器中,可以提高光伏系统效率,达到降低成本的目的。成功研制出了500W的并网光伏逆变器,实现了主开关管和辅助开关管的零电流关断,降低了开关损耗,逆变器满载效率最高可达96.3%。     

高频LLC隔离型双降压式光伏逆变器模块研究

提出一种基于无调节直流母线变换器概念的高频隔离型(HFT)光伏(PV)逆变器模块结构,该模块可任意并联输出或串联输出,以满足不同类型光伏逆变器并网发电的需求,无需工频变压器。同时给出一种结合LLC谐振直流变换器和双降压全桥逆变器的高频隔离型光伏逆变器,该模块具备高效、可靠、高功率密度等优点。LLC谐振变换器可保证逆变侧零电压开通(ZVS)及整流侧零电流关断(ZCS),保证高功率密度隔离,同时具备较高效率;双降压全桥式逆变器采用双正弦脉宽调制(SPWM)策略可解决过零点畸变问题,同时该逆变器可采用硬开关MOSFET,在拥有较高开关频率的同时具有较低的开关及导通损耗。最后搭建HFT双降压式光伏逆变器模块实验系统来验证所提结构的正确性和有效性。     

新型高效率无漏电流单相非隔离光伏逆变器

为实现"双碳"及"铜退硅进"的目标,非隔离型逆变器在光伏新能源发电领域得到了广泛的研究与应用.非隔离光伏并网系统中存在的漏电流问题是迫切需要解决的关键问题之一.为解决该问题,文中提出了一种新型单级共地型无漏电流,高效率非隔离光伏并网逆变器拓扑结构.分析了所提逆变器前级DC-DC升降压电路的工作原理和模态,给出了其软开关...     

非隔离型光伏并网逆变器漏电流分析模型研究

高频共模等效模型是研究非隔离型光伏并网逆变器共模电流(在非隔离型光伏并网设备中俗称"漏电流")抑制措施的重要工具。重点推导充分考虑寄生参数的非隔离型单相并网逆变器高频共模等效模型,并基于该模型归纳出消除共模电流的两条途径。其中正弦脉宽调制(sine pulse modulation,SPWM)开关方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的有效性通过仿真和实验手段得到验证,特别指出寄生参数对实际抑制效果的影响。分析电路参数匹配方式消除漏电流的措施在单相全桥电路中的无效性,并指出该措施可以应用在其它单相逆变器拓扑中,如半桥和二极管钳位三电平电路。     

单相非隔离型改进Y源光伏并网逆变器

为了解决传统Y源光伏逆变器并网时的共模电流问题,通常需要在电网和逆变器之间串联工频或者高频变压器实现电气隔离,但是工频变压器体积大、成本高,而高频变压器需要加入新的能量变换电路,控制复杂,效率较低。为此,提出了一种新型的无隔离变压器型Y源光伏并网逆变器拓扑结构,将光伏阵列负端与电网中性线直接相连,引入虚拟直流母线并改进脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)策略,同时通过电压电流应力分析优化电容容值,解决负半周期电压跌落的问题。最终,搭建了一台基于TMS320F28335的实验样机来验证所提拓扑的有效性。仿真和实验结果表明,新型拓扑可以在确保并网电流质量的情况下,旁路共模电流回路,从而完全消除共模电流。所提非隔离型Y源逆变器拓扑可以减小逆变器的体积和成本,为光伏并网提供支撑。     

单相非隔离型光伏并网系统漏电流分析

抑制漏电流已成为非隔离型光伏并网系统研究的重要技术问题。考虑到漏电流在光伏并网系统中的重要性,文章首先建立漏电流谐振电路等效模型,指出传统H4拓扑结构的不足,并分析漏电流产生原理。然后介绍了一种能够有效抑制漏电流的新型拓扑结构,分析其工作原理和并网控制方法,最后在一台2k W的实验样机上进行实验验证,结果表明该新型拓扑结构的光伏并网逆变器能较好的抑制漏电流。     

新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究

在二极管中点钳位型逆变器(NPC)的基础上,提出一种新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器,并对其工作特性和漏电流特性进行研究。与NPC逆变器相比,新型逆变器的拓扑仅由十二个开关管和两个直流侧母线电容组成,比NPC逆变器少用了六个功率二极管,拓扑结构得到了简化。为抑制其漏电流,在分析共模电压和开关状态关系的基础上,改进了传统两电平载波调制方案,提出一种新型单载波调制方案。分别通过并网仿真、并网实验和感性实验,验证了所提出拓扑的可行性与新型单载波调制策略的有效性。     

单相无变压器光伏并网系统漏电流的研究

漏电流是研究非隔离型光伏并网系统的一个重要问题.漏电流谐振电路等效模型的建立对研究抑制漏电流至关重要.本文首先推导单相全桥并网逆变器漏电流谐振回路等效电路模型;然后详细分析了不同开关调制方式和滤波电感不对称分布对漏电流的影响,并指出电网电压对漏电流的影响不可忽略;最后介绍了一种新型无变压器拓扑结构,这种结构具有单极性调制和双极性调制优点,能够抑制共模漏电流的产生,同时提高系统的效率和并网电流质量.通过仿真和实验验证了分析结果的正确性.     

推挽正激式准单级高频环节光伏并网逆变器

分析研究了推挽正激式高频环节光伏并网逆变器的电路拓扑、开路电压法与变步长扰动观察法相结合的双模式最大功率点跟踪(MPPT)控制、输入电压外环和输出电流内环的双环PWM控制策略,给出了关键电路参数设计准则。该电路拓扑是由推挽正激式直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,属于准单级电路结构。DC 1 kVA 48 V/220 V 50 Hz光伏并网逆变器样机的设计、仿真与实验结果表明,该光伏并网逆变器具有高频电气隔离、准单级功率变换、MPPT准确、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为零电压零电流开关(ZVZCS)、变换效率高、并网电流质量高等优点,在中小容量光伏并网逆变场合具有重要应用价值。     

谐振过渡软开关单相PWM并网逆变器

分析了对小功率光伏并网逆变器拓扑结构的要求,简单介绍了几种典型的并网逆变器的拓扑结构,指出了各个拓扑结构的优缺点、效率和适用场合。给出了一种利用软开关技术的单相全桥并网逆变器的拓扑结构(DC/AC),分析了其工作过程,通过谐振可以实现主功率开关的零电压开通和关断,而且辅助开关和二极管都是零电流开通和关断,大大减小了功率器件的开关损耗,提高了逆变器的效率。最后,介绍了开关器件的选择问题。     

一种新型高效单相非隔离光伏并网逆变器

研究了一种新型高效、高可靠性的单相非隔离光伏并网逆变器,利用相互独立的2只耦合电感隔离并网输出电压的正负半波,逆变桥拓扑为H6对称结构,使网侧电压与光伏组件安全隔离,能彻底去除高频分量,有效抑制共模电流。新型逆变器每只开关管串联一只隔离二极管,解决了传统电压型全桥逆变器存在桥臂直通的短路问题,不需设置"死区"切换时间,改善了交流侧输出波形质量,提高了逆变器效率。经对3 kW实验样机测试和比对分析,验证了逆变器的性能优于传统H4隔离式全桥拓扑。     

基于GaN器件的双Buck逆变器共模与损耗

目前市场上的光伏并网逆变器结构按隔离方式来分,可分为隔离型和非隔离型,而抑制或消除共模电流是非隔离型光伏并网系统必须要解决的问题。出于在非隔离型光伏并网逆变器中抑制共模电流的目的,研制一种基于GaN器件的双Buck逆变器,该逆变器较传统全桥电路,共模电流小、效率高、控制简单。针对共模特性进行分析研究,分别对其在正常工况与死区状态的共模电流进行理论分析,并进行仿真与实验验证,得出该逆变器能够很好地抑制共模电流的结论。通过引入GaN器件来提高开关频率解决拓扑自身电感较大这一问题,并基于GaN器件对电路进行损耗分析与实验验证,实验结果与理论分析基本吻合,验证了损耗分析的正确性。该逆变器的实测最高效率高达98.63%。     

一种新型低漏电流光伏并网逆变器的研究

提出了一种新型低漏电流非隔离光伏并网逆变器,该拓扑具有优秀的共模电压箝位效果,以及低的共模电流水平。在逆变电感续流时,提供一条两个开关管的续流回路,通过另一个开关管将电路桥臂中点对直流母线负端的电位箝位在1/2光伏阵列输出电压。通过一种有效的驱动逻辑,实现了两个续流开关管和箝位开关管的软开通。详细分析了该拓扑的各个工作模态,并与几种常用的非隔离光伏并网逆变器拓扑进行了比较。通过与Heric拓扑的对比实验证明了该拓扑的有效性和低的共模电流水平。     

抑制漏电流的非隔离电流型光伏并网逆变器

针对非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种直流母线开关对称的非隔离电流型光伏并网逆变器.给出了逆变器主电路拓扑结构和开关组态,通过建立光伏电池寄生电容的共模等效电路模型,分析了漏电流的产生和抑制机理.根据开关组态和抑制机理,设计了相应的单极性双载波调制策略和准PR控制策略.仿真和实验结果表明,所提变流器具有良好的漏电流抑制能力.