CN201937281U - 主动钳位式太阳能微型逆变器 - Google Patents

主动钳位式太阳能微型逆变器 Download PDF

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方贤群
张茂林
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Abstract

一种主动钳位式太阳能微型逆变器，主要应用于太阳能并网发电。目前太阳能并网发电采用将多组太阳能电池通过串联或并联或串并联达到太阳能逆变器输入电压等级和功率要求，实现太阳能并网发电。这种方式主要是采用中大功率逆变器，在应用中存在因某些太阳能电池特性的差异或光照条件差异影响太阳能电池输出功率，会造成整组太阳能输出功率的降低。本实用新型采用太阳能微型逆变器，将与每块太阳能电池安装在一起，单独对该太阳能电池进行最大输出功率跟踪，可以最大限度提高整体太阳能电池的输出功率，同时采用主动钳位电路和软开关电路技术进一步提高单个逆变器的转换效率，从而能提高整个太阳能并网发电的转换效率和经济效益。

Description

主动钳位式太阳能微型逆变器
所属技术领域
本实用新型涉及电力电子逆变技术、太阳能技术、太阳能并网发电技术，应用于太阳能并网发电。
背景技术
目前太阳能并网发电主要是将多个太阳能电池模块串并联后，再与太阳能逆变器连接实现并网发电。这种方式存在着因日照不均以及太阳能电池特性不均等导致输出功率下降的模块，从而将降低整体输出功率。针对这种问题，研究发现对每块太阳能电池模块都配备一种太阳能微型逆变器，那么就可以通过对各模块的输出功率进行最大功率跟踪，从而是整体太阳能电池输出功率最大，效率最高。
发明内容
针对以上问题，本实用新型的主要目的在于提供了一种安装简便、小功率、转换效率高的太阳能微型逆变器。本实用新型所述的主动钳位式太阳能微型逆变器，包括太阳能电池接口(1)、太阳能电池输出电流电压检测电路(2)、反激升压拓扑电路(3)、DC-AC逆变电路(7)、输出滤波电路及其电流电压检测电路(8)、微处理器控制电路(9)。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：主动钳位式太阳能微型 逆变器采用电容器和开关器件构成的主动钳位电路，反激拓扑结构、应用电感电容谐振特性实现软开关技术，通过霍尔传感器检测太阳能电池板电流，运用正弦波脉宽调制逆变技术实现太阳能并网发电，构成主动钳位式太阳能微型逆变器。主动钳位电路采用电容和开关MOS管结构，由无极性电容(13)和MOS管(12)构成，实现在MOS管(30)关断期间向反激变压器(15)次级传输因反激变压器漏感储存的能量，提高微型逆变器效率，从而解决采用传统RCD吸收电路因消耗该部分能量而引起的效率下降。太阳能电池通过太阳能电池接口(1)接入太阳能微型逆变器，微处理器控制电路(9)通过AD采集霍尔传感器(10)检测太阳能电池输出电流及分压电阻(11、31)检测太阳能输出电压，应用太阳能最大输出功率MPPT算法控制反激升压拓扑电路(3)中MOS管(12、30)导通和关断，输出后级DC-AC逆变电路(7)直流电压，微处理器控制电路(9)通过计算太阳能电池输出功率的大小，检测并网端电路采样电阻(23)两端电压及电压采样(24)电压，应用正弦波脉宽调制技术调节DC-AC逆变电路(7)中的MOS管(17、18、26、27)的工作模式，通过滤波电路中滤波电感(19、20)和滤波电容(21)进行高频滤波，从而实现太阳能并网发电。在本技术方案中无极性电容(13)和MOS管(12)构成主动钳位电路，实现在MOS管(30)关断器件向反激变压器(15)次级传输因漏感储存的能量；反激变压器(15)、MOS管(30)及二极管(16)构成反激升压电路，反激变压器(15)漏感、电容(29)构成谐振实现反激拓扑电路的软开关电路。
本实用新型的有益效果是：通过独立采集单个太阳能电池的输出电流和电压，进行太阳能最大输出功率跟踪控制，解决了太阳能串并联因单个功率下降造成整体输出功率下降；采用主动钳位电路和软开关电路技术对太阳能微型逆 变器反激升压拓扑电路进行控制，从而提高了改电路的转换功率，使得太阳能微型逆变器转换效率提高。本实用新型主要特征是：采用主动钳位电路、反激拓扑结构、软开关技术，通过霍尔传感器检测太阳能电池板电流，运用正弦波脉宽调制逆变技术实现太阳能并网发电，构成主动钳位式太阳能微型逆变器。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
图1为太阳能微型逆变器组成图。
图2为太阳能微型逆变器技术方案原理图。
附图1：太阳能电池接口(1)、太阳能电池输出电流电压检测电路(2)、反激升压拓扑电路(3)、DC-AC逆变电路(7)、输出滤波电路及其电流电压检测电路(8)、微处理器控制电路(9)。其中反激升压电路(3)包含了反激升压电路(4)、主动钳位电路(5)、软开关电路(6)。
附图2：太阳能电池输出电流电压检测电路(32)包含霍尔传感器(10)、分压电阻(11、31)，反激升压电路(33)包含了反激升压电路(4)由反激变压器(15)、MOS管(30)及二极管(16)构成、主动钳位电路(5)由无极性电容13和MOS管12构成、软开关电路(6)由反激变压器15漏感、电容29构成，DC-AC逆变电路(34)包含MOS管(17、18、26、27)、输出滤波电路及其电流电压检测电路(35)包含滤波电感(19、20)、滤波电容(21)、检测电阻(23)、电压及相位检测器(22、24、25)，微处理器控制电路(36)包含处理器(28)。
具体实施方式
在附图2中，太阳能电池正、负极分别连接到接线端子两端连接到太阳能输出电流和电压检测电路(32)，功率电路部分连接到反激升压电路(33)，太阳能输出电流和电压经过霍尔传感器(10)及采样电路(11、31)连接到微处理器控制电路(28)，输出电流通过电阻(23)检测、输出电压通过电压互感器(22)和电压采样电路(24、25)连接到微处理器控制电路(28)，微处理器控制电路(28)控制反激升压电路中MOS管(12、30)的栅极实现升压，控制DC-AC逆变电路(34)中MOS管(17、18、26、27)的栅极实现交流输出，通过滤波电路中电感(19、20)、电容(21)输出工频交流实现并网发电。

Claims (3)

1.一种主动钳位式太阳能微型逆变器，其特征是：采用主动钳位电路、反激拓扑结构、软开关技术，通过霍尔传感器检测太阳能电池板电流，运用正弦波脉宽调制逆变技术实现太阳能并网发电，构成主动钳位式太阳能微型逆变器。
2.根据权利要求1所述的钳位式太阳能微型逆变器，其特征是：主动钳位控制，软件开关控制，反激拓扑结构，太阳能电池板与反激拓扑结构件采用霍尔传感器检测。
3.根据权利要求1或2所述的钳位式太阳能微型逆变器，其特征是：主动钳位电路采用电容与MOS管构成，软开关采用贴片电容构成，电流检测采用闭环式霍尔传感器。
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