一种高效率低输入纹波电流的光伏并网微逆变器

针对传统光伏系统存在热斑、整体效率低等问题,提出了一种高效率、低输入电流纹波的隔离型单相两级式光伏并网微逆变器。该微逆变器由前级DC/DC升压环节和后级逆变环节组成。DC/DC变换器采用有源钳位和倍压整流电路,使变压器原边开关管及副边整流二极管实现软开关,分析了其稳态下的工作原理并给出了变换器关键波形曲线;后级逆变环节应用软件锁相、脉宽调制等技术实现了逆变并网。提出了一种低成本的在中间母线电压环中加入扰动环节的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率的电流纹波。研制了一台220 W光伏微逆变器样机并进行了测试,实验结果证明了理论分析的可行性。     

实用单相并网逆变器的设计

光伏发电系统的核心是并网逆变器,根据单相光伏并网逆变器的基本原理和控制策略,设计的单相并网逆变器采用前级DC/DC高频升压,后级DC/AC工频逆变的前后两级结构,这样的设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。给出了硬件主回路,DC/DC控制模块选用的是SG3525控制芯片,DC/AC控制模块选用TI公司的DSP芯片TMS320F240作为控制CPU,通过其精确控制使整个逆变器可靠、稳定的工作。     

400Hz软开关逆变器的研究

本文以单向电压源高频链逆变技术为基础设计了一种由直流变换环节和逆变环节两级级联组成的软开关1kVA／115V／400Hz单相正弦波逆变器。前级DC／DC直流变换环节采用双管正激电路,应用零电压转换谐振技术实现软开关;后级DC／AC逆变环节采用全桥电路,应用高频脉冲直流环节逆变技术实现软开关,克服了依靠辅助谐振网络实现软开关结构复杂、控制难度大的缺陷。最后在空载、阻性负载条件下对研制的小功率逆变器样机进行了实验。实验结果表明该逆变器两级变换环节基本上实现了开关器件的零电压开关,输出电压稳定,输出波形质量较高。     

基于SG3525和TDS2285的单相交流逆变器的设计

为了克服传统逆变器控制电路设计复杂、成本较高且逆变输出波形品质差、电流畸变率高等缺陷,采用了DC DC AC的逆变拓扑结构,在前级DC DC模块中采用专用芯片SG3525并设计外围电路获取占空比为0.4的PWM,其可将48 V直流输入转变为400 V高压脉冲直流输出,在后级DC AC模块使用专用芯片TDS2285,产生高精度无毛刺SPWM波,通过精确的控制死区时间以实现全桥逆变控制输出。最终得到频率为50 Hz,幅值为220 V的正弦波,满载工作时输出电压变化在2%以内,频率变化在±1 Hz以内,效率可以达到80%。与此同时本还研究了升压、逆变过程中驱动电路、变压器、滤波器等参数的计算选择。实验结果表明采用专用控制芯片的DC DC AC拓扑结构电路简单,逆变器具有良好的稳态性能和动态性能,同时改善了对非线性负载的适应性,提高了逆变器输出的品质。     

基于F28027多级2kW光伏逆变器的研究

研究了2 kW多级光伏逆变器,前级使用推挽电路升压,同时采用F28027实现最大功率点跟踪,后级采用EG8010实现逆变。采用高频链结构,减小变压器、滤波器体积,从而降低装置成本。试验验证了多级光伏逆变器的实用性。     

适合宽输入电压的单级升降压逆变器

光伏电池受环境、光照、温度等因素的影响,其输出电压范围宽,光伏并网逆变器需要完成逆变与升压两个功能。提出一种新型的适用于宽输入电压的单级式升降压逆变器拓扑,基于"虚拟变压器"的结构,在单级功率变换中实现逆变与升压的功能。采用高频的功率开关器件构成变比连续可调的虚拟升压变压器,替代传统笨重的工频升压变压器,使得逆变系统的体积、重量以及成本降低,易于集成,并且提高了变换效率。对该逆变器降压逆变与升压逆变的两种工作模式进行分析,给出调制策略的具体实现方案。仿真与实验结果表明,所提出的拓扑适合宽输入电压的升降压逆变场合。     

一种电流型并网逆变器的拓扑和控制方法

提出一种基于导抗变换器的单相和三相电流型并网逆变器主电路拓扑结构及三角波-三角波脉冲宽度调制模式,详细分析了该主电路的工作原理及控制策略,推导了导抗变换器及三角波-三角波调制模式的输出特性,仿真和实验结果验证了本方案的正确性.由于本逆变器采用高频电感和高频变压器替代了传统电流型逆变器中的工频电感和工频变压器,具有控制简单,成本低,体积小,效率高等优点,并网电流不受电网电压影响,可以实现高功率因数电流源并网逆变.提出的三相并网逆变方案,相比于传统三相并网逆变器,具有系统冗余性好,抗电网波动能力强等优点.     

伪直流链逆变技术在光伏逆变器中的应用

提出一种新型光伏逆变器,采用伪直流链逆变技术,将传统逆变技术与软开关技术相结合,使逆变器前级直接输出工频全波整流电压,后级只需进行电压极性翻转。加上倍压整流电路的引入,使其与传统光伏逆变器相比,具有升压比大、效率高、体积小、滤波效果好等优点。对该逆变器运行机理和工作模态进行了分析,通过实验证明了该方案的可行性,给出了实验相关波形和不同负载下的工作效率。     

推挽正激式高频环节逆变器研究

提出了适合于低压输入且实现了电气隔离的推挽正激式高频环节逆变器,并对构成这种逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略、稳态原理特性、以及关键电路参数的设计准则进行了深入的分析研究.这种高频环节逆变器由推挽正激DC/DC变换器和DC/AC逆变桥级联而成.其前级采用SPWM控制技术,使后级逆变桥基本上工作于低频开关状态.实验结果表明,该逆变器具有结构简洁,开关损耗低,电气性能好的优点,是中大功率低压输入逆变器的理想拓扑.     

高频隔离型光伏并网逆变器拓扑及其控制策略

在全桥倍流DC/DC拓扑的基础上加以改进,提出了一种高频隔离光伏并网逆变器拓扑,所提拓扑保留了倍流电路电流纹波小等优点;且高频变压器输出经过一级变换直接输出低频交流,无直流环节,有利于提高系统效率。引入混合型正弦脉宽脉位调制(sinusoidal pulse width and position modulation,SPWPM)策略,将正弦调制和高频逆变功能均在前级逆变器完成;后级倍流电路工作在工频和高频混合模式,有利于减小开关管损耗及保证电流平滑换流。同时为消除并网电流控制策略中静态误差等问题,采用比例谐振(proportion resonant,PR)控制器代替传统的比例积分(proportion integral,PI)控制器。仿真分析和实验结果验证了所提控制策略的可行性。     

一种新型结构的电力电子变压器

电力电子变压器是一种新型智能电力变压器,在配电网中应用前景广阔。本文提出了一种新的模块化电力电子变压器拓扑结构,将双向隔离DC/DC变换器与模块化多电平变换器子模块连接在一起,直接得到低压直流输出,并利用四桥臂变换器产生低压交流输出,这种结构方式更利于模块化设计,减小装置体积。文中给出了模块化多电平变换器,双向隔离DC/DC变换器以及四桥臂变换器的控制方法,最后通过仿真和实验验证了该拓扑的性能。     

一种新型三相电流型逆变器的研究

提出了一种基于导抗变换器的新型三相电流型逆变器,并对其控制策略作了理论分析、仿真和实验研究.本系统利用导抗变换器的电压源-电流源变换特性,将输入直流电压变换为高频正弦电流,经高频变压器隔离及电流等级变换后进行裂相调制,输出为三相正弦电流.相比于传统的电流型逆变器,采用此方法不仅省去了直流侧电抗器,而且采用高频变压器替代了工频变压器,减小了隔离变压器及输出滤波器的体积,有利于装置的小型化和降低成本.仿真和实验结果证明了该方案的可行性及有效性.     

基于NCP1252光伏逆变器辅助电源的应用

提出了一种宽输入电压范围的双管反激式开关电源作为光伏逆变器辅助电源方案。该开关电源具有多路直流输出,通过调节控制芯片输出脉冲的频率以适应直流输入在较大范围内变化,为光伏并网逆变器的开关器件驱动及控制电路提供稳定的直流电压。介绍了具有功能集成度高、价格低的NCP1252 PWM控制芯片的特性。分析了双管反激拓扑原理及优点,设计了变压器以及各关键电路。试验表明,辅助电源适应光伏逆变器输入直流电压的大范围波动,输出直流电压纹波在可以接受的范围内,可为光伏逆变器长期运行可靠供电。     

高频变压器分布参数对逆变电源性能的影响

以静电除尘器供电电源用20kHz高频变压器为例,分析了高频变压器分布参数对逆变电源性能的影响,并建立了考虑变压器分布参数的变压器模型.通过对一次试验事故的分析,以及对逆变电源分别接电阻负载和高频变压器负载时其输出端的波形的对比,阐述了分布参数对逆变电源性能的影响.最后提出了减小高频变压器分布参数的措施.     

高功率逆变桥开通缓冲电路能量回馈研究

本文研究高功率、高频逆变桥开通缓冲电路中的能量回馈电路。提出了由无源元件组成的能量回馈的新结构形式，详细分析了电路工作过程，给出了仿真和实验研究波形。所获结论对逆变桥实现无源无损耗统一的缓冲电路具有重要意义。     

一种单级隔离型Sepic逆变器

提出了一种新型单级隔离型Sepic逆变器。该逆变器只需三个有源开关和一个高频变压器,结构简单、易于实现。该逆变器由直流Sepic变换器扩展而来,因而具有升降压能力,适于直流侧电压宽范围波动的可再生能源发电系统。介绍了所提逆变器的电路结构和工作原理,采用单周期控制实现了系统的闭环控制;给出了该逆变器的磁集成设计方案;在理论分析的基础上,进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该逆变器具有良好的动、静态性能。     

串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法

提出一种新型的串联谐振电流源模式隔离的高频链正弦波逆变器拓扑结构,详细介绍了其工作原理。结合该逆变器的控制难点,采用适于该逆变器拓扑运行特色的控制策略及四象限逻辑组合方式,并给出了谐振槽的参数确定方法。在48V直流输入、220V/50Hz交流输出的1kW实验样机上进行实验,实验结果验证了该逆变器控制方案及实施方法的正确性。同时通过周波变换器结构的变形,构成了各具特色的拓扑簇。     

全桥逆变器高频功率变压器偏磁问题研究

分析了全桥逆变器功率变压器产生直流偏磁的机理;在对现有抗偏磁措施进行比较的基础上,提出了一种基于UC3879的移相全桥逆变器直流偏磁抑制措施。该措施采用电流控制模式,在不影响软开关实现的前提下,抑制偏磁的极限值跟随输出功率的改变而改变,实现变换器在全负载范围内对偏磁的抑制。实验表明,该措施能很好地消除变压器的偏磁问题。     

家用数字光伏并网逆变电源的研究与设计

研究了家用数字光伏并网逆变电源,以追求体积小、效率高、精度大、方便实用为目的.采用了DC-HFAC-DC-LFAC三级功率传输架构.直流DC/DC变换器采用内高频环技术.既实现了电气隔离又大大减小了装置体积.主功率回路采用三相四桥臂结构,满足了电网负载的不平衡性.主控芯片采用TMS320F2812,电路中的功能尽量数字化实现,既控制了电路体积,又大大提高了系统的安全性与可靠性.结合所选电路结构与SVPWM等先进算法,制作了样机并对输出波形进行了详细分析,结果证明该装置的体积小、电压利用率高、稳定可靠、成本低,具有一定的创新性和广阔的应用前景.     

软开关推挽式高频链逆变器

提出一种新颖的单级式推挽高频链逆变器拓扑,变压器初级侧采用电源端串接一个开关管的三管推挽结构,次级侧采用双绕组全波式周波变换器结构。该类逆变器具有拓扑简洁、初次级开关管均可在宽输出电流区间范围内实现零电压开通、变换效率高等优点。电路采用正弦脉宽脉位调制策略,变压器初级侧辅助开关管的工作频率是另外2个开关管的2倍,除去死区时间,辅管的驱动信号逻辑上是另外2个开关管驱动信号的与非关系。详细分析了各工作模态,讨论了次级占空比丢失、软开关实现条件及特殊变压器设计的关键电路参数设计准则等。最后,制作了一台输入40~60 V DC、输出110V AC、额定功率660 W的原理样机,实验波形及较高的变换效率验证了所提拓扑的正确性。