CN215580911U - 一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路 - Google Patents

一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及光伏逆变器技术领域，尤其是指一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其包括移相全桥电路以及连接于移相全桥电路二次侧的无源箝位辅助电路，所述无源箝位辅助电路设置有两个，其中一个无源箝位辅助电路由电容C1、二极管D1和二极管D2组成；另一个无源箝位辅助电路由电容C2、二极管D3和二极管D4组成。本实用新型结构新颖、设计巧妙，在移相全桥电路二次侧添加无源箝位辅助电路，可实现全软开关，其中超前臂通过开关的并联电容和二次侧的滤波电感实现零电压开通，滞后臂通过原边变压器漏感和副边的箝位电容实现零电流关断。

Description

一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路
技术领域
本实用新型涉及光伏逆变器技术领域，尤其是指一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路。
背景技术
光伏发电起了系统根据是否连接电网分为并网型光伏发电系统和离网型光伏发电系统，从20世纪90年代开始，国外发达国家掀发展光伏并网系统的研发热潮，主要集中在“屋顶光伏并网系统”上。至今，并网型光伏发电系统仍是光伏发电技术的重点和趋势，随着光伏并网技术的发展，除了研发小型家用光伏并网系统外，在大型并网光伏电站的技术研究上也愈趋成熟。而光伏逆变器是光伏发电系统中的关键器件，因此，光伏发电技术中对提高系统发电效率与可靠性的研究主要集中在光伏逆变器的研究上。
目前光伏发电系统的一次性投入较大，由于技术上的因素光伏电池的能量转换效率却有较大限制，因此光伏逆变器的工作效率和成本问题对提升光伏并网系统的整体效率，加快光伏并网发电技术的广泛推广有关键作用。光伏并网逆变器的性能影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行，同时也是影响整个系统使用寿命的主要原因。
发明内容
本实用新型针对现有技术的问题提供一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，结构新颖，在移相全桥电路二次侧添加无源箝位辅助电路，可实现全软开关，其中超前臂通过开关的并联电容和二次侧的滤波电感实现零电压开通，滞后臂通过原边变压器漏感和副边的箝位电容实现零电流关断。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其包括移相全桥电路以及连接于移相全桥电路二次侧的无源箝位辅助电路，所述无源箝位辅助电路设置有两个，其中一个无源箝位辅助电路由电容C1、二极管D1和二极管D2组成；另一个无源箝位辅助电路由电容C2、二极管D3和二极管D4组成。
其中，移相全桥电路二次侧还连接有两个滤波电路，其中一个滤波电路由电感Lf1和电容Co1组成；另一个滤波电路由电感Lf2和电容Co2组成。
其中，所述括移相全桥电路包括电容Cin、MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3、MOS管S4、变压器、二极管Do1、二极管Do2、二极管Do3、二极管Do4、二极管Do5、二极管Do6、二极管Do7和二极管Do8；MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3和MOS管S4分别并联有电容Cs1、电容Cs2、电容Cs3和电容Cs4。
其中，所述变压器上连接有漏感Lk。
其中，所述MOS管S1和所述MOS管S3为超前臂。
其中，所述MOS管S2和所述MOS管S4为滞后臂。
本实用新型的有益效果：
本实用新型结构新颖、设计巧妙，在移相全桥电路二次侧添加无源箝位辅助电路，可实现全软开关，其中超前臂通过开关的并联电容和二次侧的滤波电感实现零电压开通，滞后臂通过原边变压器漏感和副边的箝位电容实现零电流关断。本实用新型的电路不仅具有高频电气隔离的特点，改善了占空比丢失，同时前后级控制相互独立，控制简单，后级电路器件承受的电压应力低，控制方式不需要更多变动，电压输出稳定，纹波系数小，适用于高频、大功率、高功率密度场合。
附图说明
图1为本实用新型的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路的电路图。
图2为本实用新型的工作时序图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其包括移相全桥电路以及连接于移相全桥电路二次侧的无源箝位辅助电路，所述无源箝位辅助电路设置有两个，其中一个无源箝位辅助电路由电容C1、二极管D1和二极管D2组成；另一个无源箝位辅助电路由电容C2、二极管D3和二极管D4组成；进一步的，移相全桥电路二次侧还连接有两个滤波电路，其中一个滤波电路由电感Lf1和电容Co1组成；另一个滤波电路由电感Lf2和电容Co2组成。
本实施例所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，所述括移相全桥电路包括电容Cin、MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3、MOS管S4、变压器、二极管Do1、二极管Do2、二极管Do3、二极管Do4、二极管Do5、二极管Do6、二极管Do7和二极管Do8；MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3和MOS管S4分别并联有电容Cs1、电容Cs2、电容Cs3和电容Cs4。
本实施例所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，所述变压器上连接有漏感Lk。其中，所述MOS管S1和所述MOS管S3为超前臂。其中，所述MOS管S2和所述MOS管S4为滞后臂。
具体地，本实用新型结构新颖、设计巧妙，在移相全桥电路二次侧添加无源箝位辅助电路，可实现全软开关，其中超前臂通过开关的并联电容和二次侧的滤波电感实现零电压开通，滞后臂通过原边变压器漏感和副边的箝位电容实现零电流关断。本实用新型的电路不仅具有高频电气隔离的特点，改善了占空比丢失，同时前后级控制相互独立，控制简单，后级电路器件承受的电压应力低，控制方式不需要更多变动，电压输出稳定，纹波系数小，适用于高频、大功率、高功率密度场合。
图2是本实用新型的工作时序图。由于在一个工作周期内开关信号、电压、电流波形是对称的，以t0为起始时刻，对该变换器的半个工作周期内各阶段进行分析。
工作状态1(t0-t1)：在该时段起始时刻，MOS管S1和MOS管S3处于导通状态，但此时原边电流下降为0，为MOS管S4实现零电流关断做好准备，此时原边与副边电压也为0，两个箝位电容C1、C2在上一个周期结束放电，整流圈钱的8个二极管进行续流，全部导通；
工作状态2(t1-t2)：此时MOS管S4导通，原边电流为0，但是存在电压漏感，因此原边电流不能突变，故MOS管S4实现了零电流导通。此时MOS管S1与MOS管S4同时导通，原边电流上升，副边整流二极管依然处于续流状态，因此电压UCD为0；
工作状态3(t2-t3)：此时原边电流达到一定值，副边整流电路中二极管Do2、Do3、Do6、Do7两端反向电压升高使这些二极管截止，此时箝位电容C1、C2开始充电；
工作状态4(t3-t4)：此时两个箝位电容充电完毕，Do2、Do3、Do6、Do7两端电压重新稳定；
工作状态5(t4-t5)：此时S1关断，由于副边大点干的存在，因此原边电流可以暂时维持不变，此时电流给Cs1充电，Cs2放电，变压器两侧电压缓慢下降；
工作状态6(t5-t6)：此时Cs2放电结束，原边电流ip流经S4与Ds2形成续流回路，为下一时刻S2实现零电压导通提供条件。副边C1、C2电容开始放电以维持负载电流。
以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其特征在于：包括移相全桥电路以及连接于移相全桥电路二次侧的无源箝位辅助电路，所述无源箝位辅助电路设置有两个，其中一个无源箝位辅助电路由电容C1、二极管D1和二极管D2组成；另一个无源箝位辅助电路由电容C2、二极管D3和二极管D4组成。
2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其特征在于：移相全桥电路二次侧还连接有两个滤波电路，其中一个滤波电路由电感Lf1和电容Co1组成；另一个滤波电路由电感Lf2和电容Co2组成。
3.根据权利要求1所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其特征在于：所述括移相全桥电路包括电容Cin、MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3、MOS管S4、变压器、二极管Do1、二极管Do2、二极管Do3、二极管Do4、二极管Do5、二极管Do6、二极管Do7和二极管Do8；MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3和MOS管S4分别并联有电容Cs1、电容Cs2、电容Cs3和电容Cs4。
4.根据权利要求3所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其特征在于：所述变压器上连接有漏感Lk。
5.根据权利要求3所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其特征在于：所述MOS管S1和所述MOS管S3为超前臂。
6.根据权利要求3所述的一种应用于光伏逆变器的无源箝位移相全桥电路，其特征在于：所述MOS管S2和所述MOS管S4为滞后臂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113708642A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 华能(浙江)能源开发有限公司清洁能源分公司 一种能够实现软开关的移相全桥变换器

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