CN115459243A - 基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法 - Google Patents

基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115459243A
CN115459243A CN202211149782.6A CN202211149782A CN115459243A CN 115459243 A CN115459243 A CN 115459243A CN 202211149782 A CN202211149782 A CN 202211149782A CN 115459243 A CN115459243 A CN 115459243A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
inductor
pulse signal
frequency pulse
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211149782.6A
Other languages
English (en)
Inventor
侯鹏辉
朱小全
侯锦涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN202211149782.6A priority Critical patent/CN115459243A/zh
Publication of CN115459243A publication Critical patent/CN115459243A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/12—Parallel operation of dc generators with converters, e.g. with mercury-arc rectifier
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/106—Parallel operation of dc sources for load balancing, symmetrisation, or sharing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054—Transistor switching losses
    • H02M1/0058—Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33571—Half-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法，该变换器包括N个子模块变换器、一个多绕组耦合电感TSB和一个并网电抗器Lg；子模块变换器包含光伏阵列、滤波电容Cpv、电感L、开关管Q1～Q4、变压器T、电感Lr、电容C1～C4、耦合电感绕组NSB。本发明适用于输出串联输入独立的光伏直流升压并入中高压直流电网应用场合，该变换器子模块原边采用半桥结构隔离Boost单元，输入电流纹波小，适用于光伏发电场合；无需自均衡电容且将多个自均衡电感集成到共用同一磁芯的耦合电感中，减小了变换器体积、损耗和成本。将在其光伏阵列功率失配时均衡各模块的输出电压，避免了器件过压损坏，保证了MPPT有效运行，提高了经济性。

Description

基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法
技术领域
本发明涉及光伏多端口直流变换器技术领域，尤其涉及基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法。
背景技术
“输入独立、输出串联”型变换器组合系统架构简单清晰、输出增益高，适用于大功率容量、大空间范围、分布式一体化光伏发电直流汇集场合。但该类变换器受制于其固有物理特性，存在输出功率不均衡导致的输出电压偏移问题，限制了该类变换器的进一步推广与应用。针对此类缺陷，在拓扑结构层面目前的解决办法主要包括：增加额外开关网络进行功率传输、通过器件复用构造功率流通路径等，为了实现变换器的高效率、高经济性与低成本，有必要对其功率均衡方法进行深入研究，为其实际应用提供有效解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器及其控制方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器，其特征在于，包括N个子模块变换器和一个并网电抗器Lg，N为大于等于2的自然数；
所述变换模块包含光伏阵列、滤波电容Cpv、电感L、开关管Q1～Q4、变压器T、电感Lr、电容C1～C4、耦合电感绕组NSB；
所述开关管Q1的源极分别和所述开关管Q2的漏极、电感L的一端、变压器原边a端相连，开关管Q1的漏极与电容C1正极相连；
所述开关管Q2的源极分别和所述电容C2的负极、滤波电容Cpv的负极相连；
所述光伏阵列的一端分别和所述滤波电容Cpv的正极、电感L的另一端相连，光伏阵列的另一端与滤波电容Cpv的负极相连；
所述电容C1的正极和所述开关管Q1的漏极相连、电容C1的负极分别与变压器原边b端、电容C2的正极相连；
所述电容C2的正极与所述变压器另一端相连，电容C2的负极分别与开关管Q2的源极、滤波电容Cpv的负极、光伏阵列的另一端相连；
所述开关管Q3的漏极分别和所述滤波电容C3的正极相连，开关管Q3的源极分别与变压器副边b端、耦合电感绕组NSB,1负端、开关管Q4的漏极相连；
所述开关管Q4的漏极分别和所述变压器副边b端、耦合电感绕组NSB,1负端相连，开关管Q4的源极与电容C4的负极相连；
所述电容C3的正极和所述开关管Q3的漏极相连，电容C3的负极分别与电感Lr一端、耦合电感绕组NSB,1正端、电容C4的正极相连；
所述电容C4的正极与所述电感Lr一端、耦合电感绕组NSB,1正端相连，电容C4的负极与开关管Q4的源极相连；
所述第m个变换模块的连接点b和第m+1个变换模块的连接点a相连，m为大于等于1小于等于N的自然数；
所述第1个变换模块的连接点a和所述并网电抗器Lg的一端相连，并网电抗器Lg的另一端作为变换器的一个输出端；所述第N个变换模块的连接点b作为变换器的另一个输出端。
所述耦合电感绕组NSB,1～NSB,N共用同一个磁芯。
本发明还公开了基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器的驱动方法，对各个变换模块实行独立的MPPT控制，对于每个变换模块，其MPPT控制的具体步骤如下：
步骤1)，采用占空比为50％的高频脉冲信号1作为变换模块开关管Q3,1～Q3,n的栅极触发信号；
步骤2)，将高频脉冲信号1输入到反相器，得到高频脉冲信号2；
步骤3)，将高频脉冲信号2作为变换模块开关管Q4,1～Q4,n的栅极触发信号；
步骤4)，采集变换模块的输入侧电流iin、输入侧电压vin并将其输入到MPPT控制器，MPPT控制器输出变换模块的移相角dr；
步骤5)，将高频脉冲信号1与移相角dr输入到移相器，得到高频脉冲信号3；
步骤6)，将高频脉冲信号3作为变换模块开关管Q1的栅极触发信号；
步骤7)，将高频脉冲信号3输入到反相器，得到高频脉冲信号4；
步骤8)，将高频脉冲信号4作为变换模块开关管Q2的栅极触发信号。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明是基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器，该变换器子模块原边采用半桥结构隔离Boost单元，输入电流纹波小，适用于光伏发电场合；副边将均衡单元开关管与子模块副边开关管集成，进一步减少了有源开关数量，降低了器件成本；相比现有的LC自均衡结构，该结构无需自均衡电容且将多个自均衡电感集成到共用同一磁芯的耦合电感中，减小了变换器体积、损耗和成本。将在其光伏阵列功率失配时均衡各模块的输出电压，避免了器件过压损坏，保证了MPPT有效运行，提高了经济性。
附图说明
图1为本发明的电路拓扑结构示意图；
图2为本发明的控制信号以及触发脉冲示意图；
图3为本发明正常工作的电路波形示意图；
图4(a)至图4(f)分别为本发明在一个开关周期内某两个变换模块k、j的第一个到第六个工作模态的等效电路图；
图5(a)为t＝0.43s、t＝0.67s时六个变换模块光伏阵列输入功率出现变化时其输出电压波形对比示意图；
图5(b)为t＝0.43s、t＝0.67s时六个变换模块光伏阵列输入功率出现变化时其各端口输入电流对比示意图；
图5(c)是本发明在稳态工作下第一个变换模块电感Lr,1的电压电流及触发脉冲仿真波形图；
图5(d)是开关管Q1,1的电压电流以及触发脉冲波形的零电压开通示意图；
图5(e)是开关管Q3,1的电压电流以及触发脉冲波形的零电压开通示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器，包括N个子模块变换器和一个并网电抗器Lg，N为大于等于2的自然数；
所述变换模块包含光伏阵列、滤波电容Cpv、电感L、开关管Q1～Q4、变压器T、电感Lr、电容C1～C4、耦合电感绕组NSB；
所述开关管Q1的源极分别和所述开关管Q2的漏极、电感L的一端、变压器原边a端相连，开关管Q1的漏极与电容C1正极相连；
所述开关管Q2的源极分别和所述电容C2的负极、滤波电容Cpv的负极相连；
所述光伏阵列的一端分别和所述滤波电容Cpv的正极、电感L的另一端相连，光伏阵列的另一端与滤波电容Cpv的负极相连；
所述电容C1的正极和所述开关管Q1的漏极相连、电容C1的负极分别与变压器原边b端、电容C2的正极相连；
所述电容C2的正极与所述变压器另一端相连，电容C2的负极分别与开关管Q2的源极、滤波电容Cpv的负极、光伏阵列的另一端相连；
所述开关管Q3的漏极分别和所述滤波电容C3的正极相连，开关管Q3的源极分别与变压器副边b端、耦合电感绕组NSB,1负端、开关管Q4的漏极相连；
所述开关管Q4的漏极分别和所述变压器副边b端、耦合电感绕组NSB,1负端相连，开关管Q4的源极与电容C4的负极相连；
所述电容C3的正极和所述开关管Q3的漏极相连，电容C3的负极分别与电感Lr一端、耦合电感绕组NSB,1正端、电容C4的正极相连；
所述电容C4的正极与所述电感Lr一端、耦合电感绕组NSB,1正端相连，电容C4的负极与开关管Q4的源极相连；
所述第m个变换模块的连接点b和第m+1个变换模块的连接点a相连，m为大于等于1小于等于N的自然数；
所述第1个变换模块的连接点a和所述并网电抗器Lg的一端相连，并网电抗器Lg的另一端作为变换器的一个输出端；所述第N个变换模块的连接点b作为变换器的另一个输出端。
所述耦合电感绕组NSB,1～NSB,N共用同一个磁芯。
如图2所示，本发明还公开了一种基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器及方法的驱动方法，对各个变换模块实行独立的MPPT控制，对于每个变换模块，其MPPT控制的具体步骤如下：
步骤1)，采用占空比为50％的高频脉冲信号1作为变换模块开关管Q3,1～Q3,n的栅极触发信号；
步骤2)，将高频脉冲信号1输入到反相器，得到高频脉冲信号2；
步骤3)，将高频脉冲信号2作为变换模块开关管Q4,1～Q4,n的栅极触发信号；
步骤4)，采集变换模块的输入侧电流iin、输入侧电压vin并将其输入到MPPT控制器，MPPT控制器输出变换模块的移相角dSM；
步骤5)，将高频脉冲信号1与移相角dSM输入到移相器，得到高频脉冲信号3；
步骤6)，将高频脉冲信号3作为变换模块开关管Q1的栅极触发信号；
步骤7)，将高频脉冲信号3输入到反相器，得到高频脉冲信号4；
步骤8)，将高频脉冲信号4作为变换模块开关管Q2的栅极触发信号。
图3为本发明正常工作的电路波形示意图，第k个变换模块开关管Q1,k、Q2,k、Q3,k、Q4,k驱动信号分别为gQ1,k、gQ2,k、gQ3,k、gQ4,k，第j个变换模块开关管Q1,j、Q2,j、Q3,j、Q4,j驱动信号分别为gQ1,j、gQ2,j、gQ3,j、gQ4,j，第k个变换模块的变压器原副边电压波形为Vr,k，第j个变换模块的变压器原副边电压波形为Vr,j，第k个变换模块的电感Lr，k电流为ir,k，第j个变换模块的电感Lr,j电流为ir,j，第j个变换模块的电感Lj电流为iLj，第k个变换模块的电感Lk电流为iLk。
在一个开关周期(Ts，t0-t6)内，电路的工作波形如图3所示，假设第j个变换模块的输出功率大于第k个变换模块的输出功率，Poj>Pok，电路可以被分成6个状态：
图4(a)中，t＝(t0,t1)，输入侧开关管Q1,j、输出侧的开关管Q3,j反并联二极管开通，变压器漏感电流ir,j为正且维持不变，第k个变换模块副边开关管Q3,k开通，输入侧电感Lj放电，该模态持续到原边开关管Q1,j关断。
图4(b)中，t＝(t1,t2)，在t＝t1时，断开开关管Q1,j，由于变压器漏感电流ir,j不可突变，开关管Q2,j反并联二极管被迫导通，开关管Q2,j端电压被箝位为0V，在此时给开关管Q2,j、Q3,j触发脉冲即可实现零电压开通，变压器漏感电流ir,j为正且线性减小，输入侧电感Lj充电，该模态持续到漏感电流过零时刻。
图4(c)中，t＝(t2,t3)，在t＝t2时，变压器漏感电流ir,j由正过零变负，开关管Q2,j、Q3,j零电压开通，电容C2,j、C3,j向变压器漏感充电，变压器漏感电流ir,j为负且线性增大。
图4(d)中，t＝(t3,t4)，在t＝t3时，输出侧的开关管Q3,j触发脉冲消失，由于变压器漏感电流ir,j不可突变，输出侧的开关管Q4,j反并联二极管被迫导通，变压器漏感电流ir,k维持不变，该模态一直持续到原边开关管Q2,j关断。
图4(e)中，t＝(t4,t5)，在t＝t4时，断开开关管Q2,j，由于变压器漏感电流ir,j不可突变，开关管Q1,j反并联二极管被迫导通，开关管Q1,j端电压被箝位为0V，在此时给开关管Q1,j、Q4,j触发脉冲即可实现零电压开通，变压器漏感电流iLSM,k为负且线性增大。
图4(f)中，t＝(t5,t6)，在t＝t5时，变压器漏感电流ir,k由负过零，开关管Q1,j、Q4,j零电压开通，电容C1,j、C4,j向变压器漏感充电，变压器漏感电流ir,k为正且线性增大。
如图5(a)所示，N为6、额定输出电压1000V、直流母线6kV时，第1个变换模块的输入电流在t＝0.43s时从25kW变化到32.5kW，第二到第六个变换模块的输入功率均为25kW，第2个变换模块的输入电流在t＝0.67s时从25kW变化到9kW，各输出电压的变化趋势图。由于光照发生变化，变换模块输出电压出现波动，但是通过耦合电感对失配功率进行调节，输出电压趋于均衡，调节时间约为30ms，最大电压波动约为1％(9.6V)。
图5(b)为N为6、额定输出电压1000V、直流母线6kV时，第1个变换模块的输入电流在t＝0.43s时从50A变化到65A，第二到第六个变换模块的输入电流均为50A，第2个变换模块的输入电流在t＝0.67s时从50A变化到18A，各模块输入电流的变化趋势图。
图5(c)是本发明在稳态工作下第一个变换模块电感Lr,1的电压电流及触发脉冲仿真波形图。
图5(d)是开关管Q1,1的电压电流以及触发脉冲波形示意图，可以看出在开关管在触发脉冲到来前管压降被箝位为0V，故可实现零电压开通，由于变换模块Boost隔离单元的开关管工作过程相似，因此在变换模块Boost隔离单元的开关管均可实现零电压开通。
图5(e)是开关管Q3，1的电压以及触发脉冲波形示意图，可以看出在开关管在触发脉冲到来前管压降被为0V，故可实现零电压开通，由于变换模块半有源整流单元的开关管工作过程相似，因此在子模块半有源整流单元的开关管均可实现零电压开通；因此所述基于耦合电感的模块化功率自均衡光伏直流变换器所有开关管均可实现软开关，开关损耗小，提高了变换器效率。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于耦合电感的自均衡光伏变换器，其特征在于，包括N个子模块变换器和一个并网电抗器Lg，N个子模块变换器串接后和并网电抗器Lg串接，其中：N为大于等于2的自然数；
对于第N个子模块变换器：包含光伏阵列#n、滤波电容Cpv，n、第一电感Ln、开关管Q1，n～Q4，n、变压器Tn、第二电感Lr，n、电容C1，n～C4，n、耦合电感绕组NSB，n；(n＝1，2，3，……，N)
其中：开关管Q1，n的源极分别和开关管Q2，n的漏极、第一电感Ln的一端、变压器Tn原边a端相连，开关管Q1，n的漏极与电容C1，n正极相连；
开关管Q2，n的源极分别和所述电容C2，n的负极、滤波电容Cpv，n的负极相连；
光伏阵列n的一端分别和所述滤波电容Cpv，n的正极、第二电感L，n的另一端相连，光伏阵列n的另一端与滤波电容Cpv，n的负极相连；
电容C1，n的正极和开关管Q1，n的漏极相连、电容C1，n的负极分别与变压器Tn原边b端、电容C2，n的正极相连；
电容C2，n的正极与变压器Tn另一端相连，电容C2，n的负极分别与开关管Q2，n的源极、滤波电容Cpv，n的负极、光伏阵列n的另一端相连；
开关管Q3，n的漏极分别和滤波电容C3，n的正极相连，开关管Q3，n的源极分别与变压器Tn副边b端、耦合电感绕组NSB,n负端、开关管Q4，n的漏极相连；
开关管Q4，n的漏极分别和所述变压器Tn副边b端、耦合电感绕组NSB,n负端相连，开关管Q4，n的源极与电容C4，n的负极相连；
所述电容C3，n的正极和所述开关管Q3，n的漏极相连，电容C3，n的负极分别与电感Lr，n一端、耦合电感绕组NSB,n正端、电容C4，n的正极相连；
所述电容C4，n的正极与所述电感Lr，n一端、耦合电感绕组NSB,n正端相连，电容C4，n的负极与开关管Q4，n的源极相连。
2.如权利要求1所述的基于耦合电感的自均衡光伏变换器，其特征在于，所述耦合电感绕组NSB,1～NSB,N共用同一个磁芯。
3.基于耦合电感的自均衡光伏变换器的控制方法，其特征在于，对每个子模块变换器实行独立的最大功率点跟踪MPPT控制，具体包括以下步骤：
1)采用占空比为50％的高频脉冲信号1作为变换模块开关管Q4,1～Q4,n的栅极触发信号；
2)将高频脉冲信号1输入到反相器，得到高频脉冲信号2；
3)将高频脉冲信号2作为开关管Q4,1～Q4,n的栅极触发信号；
4)采集子模块变换器的输入侧电流iin,n、输入侧电压vin,n并将其输入到MPPT控制器，MPPT控制器输出子模块变换器的移相角dr,n；
5)将高频脉冲信号1与移相角dr,n输入到移相器，得到高频脉冲信号3；
6)将高频脉冲信号3作为变开关管Q1,n的栅极触发信号；
7)将高频脉冲信号3输入到反相器，得到高频脉冲信号4；
8)将高频脉冲信号4作为开关管Q2,n的栅极触发信号。
CN202211149782.6A 2022-09-21 2022-09-21 基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法 Pending CN115459243A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211149782.6A CN115459243A (zh) 2022-09-21 2022-09-21 基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211149782.6A CN115459243A (zh) 2022-09-21 2022-09-21 基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115459243A true CN115459243A (zh) 2022-12-09

Family

ID=84304320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211149782.6A Pending CN115459243A (zh) 2022-09-21 2022-09-21 基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115459243A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106992676B (zh) 一种自动均流的高自由度dc/dc变换器
CN109861546B (zh) 一种具有真双极性直流输出能力的电力电子变压器及应用控制
CN109687717B (zh) 一种功率可调lc输入串联输出并联直流变压器及控制方法
US8111528B2 (en) DC to AC inverter
CN203942447U (zh) 一种zvt交错并联高增益式dc/dc变换器
CN106533173B (zh) 一种输入相数可调的高增益dc/dc变换器
CN112039340B (zh) 一种采用双向buck-boost及串联LC的电压均衡拓扑及控制方法
US20170264205A1 (en) Bidirectional isolated multi-level dc-dc converter and method thereof
CN110994992A (zh) 一种可拓展增益单元型大容量dc/dc变换器
CN107086782B (zh) 一种基于倍压单元的相数可调的高升压dc/dc变换器
Rahimi et al. A dual-switch coupled inductor-based high step-up dc-dc converter for photovoltaic-based renewable energy applications
CN112564080B (zh) 带有低损耗lc-pbu的iios变换器
CN110912407B (zh) 一种宽范围高频直流变换装置
CN107659158B (zh) 一种多谐振网络单元的隔离型高增益直流变换器
CN115459243A (zh) 基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法
CN106712504B (zh) 一种含有软开关的非隔离型高增益dc/dc变换器
CN115051572B (zh) 带有串联谐振型lc功率自均衡单元的iios变换器及方法
Alaql et al. A Boost and LLC Resonant–based Three-port DC–DC Converter
CN208522655U (zh) 一种高增益模块化大容量隔离型dc/dc变换器
Raghavendran et al. A Self-Balanced High Gain Multi-Port Converter for Photovoltaic and Fuel Cell based Power Generation Systems
CN115051572A (zh) 带有串联谐振型lc功率自均衡单元的iios变换器及方法
CN110707959A (zh) 基于脉冲组合的高频变压器隔离电压源逆变器拓扑及控制策略
CN108551262A (zh) 一种高增益模块化大容量隔离型dc/dc变换器
CN113904576B (zh) 一种集成升压光伏并网逆变器及其控制方法
CN211579879U (zh) 一种可拓展增益单元型大容量dc/dc变换器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination