CN204733095U - 一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器 - Google Patents

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刘文明
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Abstract

本实用新型公开了一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器，其包含前级软开关全桥DC-DC变换器和后级全桥DC-AC逆变电路；所述的前级软开关全桥DC-DC变换器由LLC串联谐振全桥DC-DC变换器、可变匝比高频变压器和全桥整流电路组成。所述的前级软开关全桥DC-DC变换器通过直流母线电容接入所述的后级全桥DC-AC逆变电路的输入端。所述的LLC串联谐振全桥DC-DC变换器的输入接光伏电池，输出接所述的可变匝比高频变压器的原边。所述的可变匝比高频变压器的副边输出接所述的全桥整流电路的输入。本实用新型采用高频软开关谐振技术和变匝比技术，可实现光伏逆变器宽输入电压范围及高效率的要求，很好地解决现在市场上带高频隔离的光伏逆变器存在效率不高，电路控制复杂的缺陷。

Description

一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器
技术领域
本实用新型涉及光伏发电领域，特别涉及一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器。
背景技术
市场上主要有两类光伏并网逆变器，即无隔离型逆变器和隔离型逆变器。无隔离型逆变器受到接地漏电流的影响，会使光伏系统的运行寿命造成影响。隔离型并网逆变器增加了隔离变压器，可使光伏电池板负极可靠接地，减小光伏系统的PID效应，延长光伏发电系统的使用寿命。目前市场上带高频隔离的光伏并网逆变器主要采用三级拓扑来实现逆变器宽输入电压范围，该拓扑包括：前级Boost升压电路；中间级DC-DC高频隔离电路；后级DC-AC逆变电路。三级光伏逆变器隔离拓扑由于各级间的相互作用，增加了系统的复杂性，使系统的协调控制的难度增加。同时，BOOST升压加DC-DC高频隔离两级的结构大大增加功率器件的开关损耗，降低系统转换效率。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，针对上述现有拓扑存在的不足，提供一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器，该电路可以满足宽输入电压范围和高效率的要求。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是。
一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器，其包含前级软开关全桥DC-DC变换器和后级全桥DC-AC逆变电路；所述的前级软开关全桥DC-DC变换器由LLC串联谐振全桥DC-DC变换器、可变匝比高频变压器和全桥整流电路组成。
进一步的，所述的前级软开关全桥DC-DC变换器通过直流母线电容接入所述的后级全桥DC-AC逆变电路的输入端。
进一步的，所述的LLC串联谐振全桥DC-DC变换器的输入接光伏电池，输出接所述的可变匝比高频变压器的原边。
进一步的，所述的可变匝比高频变压器通过控制副边开关实现匝比变换， 开关可以是继电器或者功率开关管；所述的可变匝比高频变压器的副边输出接所述的全桥整流电路的输入。
本实用新型相比于现有的三级拓扑结构，具有如下优点：所采用的两级拓扑降低了电路的复杂性，同时采用所述的前级软开关全桥DC-DC变换器使电路具有较高的功率密度和转换效率，采用所述的可变匝比高频变压器使电路满足宽输入电压范围的要求。
附图说明
图1是本实用新型两级变匝比高频隔离光伏逆变器原理图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例详细说明本实用新型的技术方案，以便更清楚、直观地理解本实用新型的实用新型实质。
图1是本实用新型实施例中一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器原理图。参照图1所示，一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器，包括前级软开关全桥DC-DC变换器10和后级全桥DC-AC逆变电路20。所述的前级软开关全桥DC-DC变换器10由LLC串联谐振全桥DC-DC变换器101、可变匝比高频变压器102和全桥整流电路103组成。
进一步的，所述的两级变匝比高频隔离光伏逆变器，所述的前级软开关全桥DC-DC变换器10通过直流母线电容C(30)接入所述的后级全桥DC-AC逆变电路20的输入端。
进一步的，所述的LLC串联谐振全桥DC-DC变换器101由四个功率开关管(VS1、VS2、VS3、VS4)和谐振电容Cr、谐振电感Lr、变压器T原边感抗Lm组成；工作于开环状态，由于主开关管处于零电压开通状态，无开通损耗，相对于普通硬开关全桥变换器，可以工作在更高的开关频率下；同时，变压器副边整流二极管可以有条件地工作在零电压关断，减小了二极管反向恢复所产生的损耗。
进一步的，所述可变匝比高频变压器起高频隔离作用，并且能通过改变变压器原副边匝数比实现宽输入电压范围的要求，如当输入电压较高时(高于350V)，第一控制开关ST1闭合，原副边匝比为1:1；当输入电压较低时(低于345V)，第二控制开关ST2闭合，原副边匝比切换到1:1.6。
进一步的，所述可变匝比变压器通过控制开关实现匝比变换，控制开关可以是继电器或者功率开关管。所述可变匝比变压器具有尺寸小、效率高的优势。
进一步的，所述全桥整流电路103由四个功率二极管(VD1、VD2、VD3、VD4)组成，将可变匝比高频变压器T102副边输出的交流电整流成高于电网峰值电压的直流电压。
进一步的，所述后级全桥DC-AC逆变电路20)由四个功率开关管(VS5、VS6、VS7、VS8)组成，将整流形成的直流电转换成与电网同频同压的交流电。
综上所述，本实用新型采用高频软开关谐振技术和变匝比技术，可实现光伏逆变器宽输入电压范围和高效率的要求。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制其保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种两级变匝比高频隔离光伏逆变器，其特征在于：包含前级软开关全桥DC-DC变换器（10）和后级全桥DC-AC逆变电路（20）；所述的前级软开关全桥DC-DC变换器（10）由LLC串联谐振全桥DC-DC变换器（101）、可变匝比高频变压器（102）和全桥整流电路组成（103）；所述的前级软开关全桥DC-DC变换器（10）通过直流母线电容（30）接入所述的后级全桥DC-AC逆变电路（20）的输入端；所述的LLC串联谐振全桥DC-DC变换器（101）的输入接光伏电池，输出接所述的可变匝比高频变压器（102）的原边；所述的可变匝比高频变压器（102）通过控制副边开关实现匝比变换，开关可以是继电器或者功率开关管；所述的可变匝比高频变压器（102）的副边输出接所述的全桥整流电路（103）的输入。
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