CN219718107U - 一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置 - Google Patents

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CN219718107U CN202320508322.1U CN202320508322U CN219718107U CN 219718107 U CN219718107 U CN 219718107U CN 202320508322 U CN202320508322 U CN 202320508322U CN 219718107 U CN219718107 U CN 219718107U
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许国伟
骆少卿
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Abstract

本实用新型提供一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置。所述光伏逆变器装置包括：反激变换电路，所述反激变换电路包括隔离变压器、主开关管和有源箝位电路；所述隔离变压器用于获取光伏电源的直流输入电压，并输出正弦半波电流；所述主开关管用于导通或断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；所述有源箝位电路包括：钳位电容和钳位开关管；所述钳位电容和钳位开关管连接于所述隔离变压器的初级绕组与所述光伏电源的负极之间，所述钳位开关管用于导通或断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；工频极性转换电路，用于对所述正弦半波电流进行极性转换，以输出正弦并网电流。

Description

一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置
技术领域
本发明涉及光伏并网逆变装置技术领域，具体涉及一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置。
背景技术
由于光伏微逆变器的使用成本低，且便于家庭安装，因此光伏微逆变器被广泛地应用。其中，光伏微逆变器的功率段大致在200W至1500W之间。而基于成本考虑，光伏并网微型逆变器一般采用反激式电路拓扑。但是，反激式电路拓扑存在着变压器漏感能量损耗造成效率难以提升，漏感能量造成的尖峰电压会增加器件耐压需求，以及硬开关造成电磁干扰比较大等缺点。因此，现有技术多采用有源箝位反激逆变器技术，进而可以有效地收集变压器漏感造成的损耗，消灭漏感尖峰，降低电磁干扰。目前，微型逆变器主要采用有源箝位反激变换器，即采用反激有源箝位技术，因此其线路所采用的变压器商端钳位，需额外增加驱动路，进而导致其线路复杂，成本增加较多；此外，为了简化控制，其多采用变压器断续工作模式，进而存在电流峰值较高和器件承压重等缺点。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置，该装置能够工作于准谐振模式，以减小反激变换电路中的开关损耗和隔离变压器的漏感损耗，提升了逆变器装置的效率和可靠性，减少电磁兼容(EMC)滤波元器件的使用。
根据第一方面，一种实施例中提供一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置。所述光伏逆变器装置包括：反激变换电路，所述反激变换电路包括隔离变压器、主开关管和有源箝位电路；所述隔离变压器的初级绕组与光伏电源的正极连接，用于获取所述光伏电源的直流输入电压，并输出正弦半波电流；所述主开关管连接于所述隔离变压器的初级绕组与所述光伏电源的负极之间，用于导通或断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；所述有源箝位电路包括：钳位电容和钳位开关管；所述钳位电容和钳位开关管连接于所述隔离变压器的初级绕组与所述光伏电源的负极之间，所述钳位电容和钳位开关管串联连接，所述钳位开关管用于导通或断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；工频极性转换电路，所述工频极性转换电路与所述反激变换电路连接，所述工频极性转换电路用于对所述正弦半波电流进行极性转换，以输出正弦并网电流。
一些实施例中，所述光伏逆变器装置还包括：控制单元。所述控制单元以能够分别向所述主开关管和钳位开关管发送PWM1信号和PWM2信号的方式分别与所述主开关管和钳位开关管连接。当所述PWM1信号为高电平时，所述主开关管导通所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；当所述PWM1信号为低电平时，所述主开关管断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；当所述PWM2信号为高电平时，所述钳位开关管断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；当所述PWM2信号为低电平时，所述钳位开关管导通所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接。
一些实施例中，所述隔离变压器的初级绕组的非同名端连接至所述光伏电源的正极，所述隔离变压器的初级绕组的同名端分别连接至所述主开关管的第一极和所述钳位电容的一端，所述主开关管的控制极连接至所述控制单元的PWM1引脚，所述主开关管的第二极接地，所述光伏电源的负极接地。所述主开关管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述钳位开关管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
一些实施例中，所述钳位电容连接于主开关管的第一极和钳位开关管的第一极之间。所述隔离变压器的初级绕组的同名端连接至所述钳位电容的一端，所述钳位电容的另一端连接至所述钳位开关管的第一极，所述钳位开关管的第二极接地，所述钳位开关管的控制极连接至所述控制单元的PWM2引脚。
一些实施例中，所述反激变换电路还包括：第一电阻和第二电阻。所述第一电阻和第二电阻连接于所述隔离变压器的取样绕组与所述光伏电源的负极之间，由所述第一电阻、第二电阻和所述隔离变压器的取样绕组构成的谷底电压取样电路用于谷底电压的提取和检测。所述第一电阻的一端连接至所述隔离变压器的取样绕组的同名端，所述第一电阻的另一端分别连接至所述第二电阻的一端和所述控制单元的谷低电压检测引脚，所述第二电阻的另一端分别连接至所述隔离变压器的取样绕组的非同名端和所述光伏电源的负极。
一些实施例中，所述反激变换电路还包括整流二极管。所述整流二极管用于对所述隔离变压器输出的正弦半波电流进行整流。所述整流二极管的正极连接至所述隔离变压器的次级绕组的同名端。所述整流二极管的负极连接至所述工频极性转换电路。
一些实施例中，所述工频极性转换电路包括：第一极性转换开关管、第二极性转换开关管、第三极性转换开关管和第四极性转换开关管。所述第一极性转换开关管、第二极性转换开关管、第三极性转换开关管和第四极性转换开关管分别用于将所述正弦半波电流转换为正弦并网电流。所述第一极性转换开关管、第二极性转换开关管、第三极性转换开关管和第四极性转换开关管为可控硅开关管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
一些实施例中，所述整流二极管的负极分别连接至第一极性转换开关管的第一端和第三极性转换开关管的第一端；所述第一极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM6引脚，所述第一极性转换开关管的第二端分别连接至所述第二极性转换开关管的第一端和交流零线的接线端；所述第二极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM5引脚，所述第二极性转换开关管的第二端连接至所述隔离变压器的次级绕组的非同名端；所述第三极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM4引脚，所述第三极性转换开关管的第二端分别连接至所述交流火线的接线端和所述第四极性转换开关管的第一端；所述第四极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM3引脚，所述第四极性转换开关管的第二端分别连接至所述隔离变压器的次级绕组的非同名端。
一些实施例中，所述反激变换电路还能够包括：输入波电容；所述输入波电容用于滤波解耦。所述输入波电容的一端连接至所述光伏电源的正极，所述输入波电容的另一端连接至所述光伏电源的负极。
一些实施例中，所述工频极性转换电路还能够包括输出滤波电容；所述输出滤波电容用于滤波解耦。所述输出滤波电容的一端连接至所述整流二极管的负极，所述输出滤波电容的另一端连接至所述隔离变压器的次级绕组的非同名端。
本申请的有益效果是：
本申请的光伏逆变器装置包括：反激变换电路、工频极性转换电路和控制单元，所述反激变换电路包括隔离变压器、主开关管和有源箝位电路；所述隔离变压器的初级绕组用于获取光伏电源的直流输入电压，并输出正弦半波电流；所述主开关管用于导通或断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；所述有源箝位电路包括：钳位电容和钳位开关管；所述钳位开关管用于导通或断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；工频极性转换电路，所述工频极性转换电路与所述反激变换电路连接，所述工频极性转换电路用于对所述正弦半波电流进行极性转换，以输出正弦并网电流；所述控制单元以能够分别向所述主开关管和钳位开关管发送PWM1信号和PWM2信号的方式分别与所述主开关管和钳位开关管连接；当所述PWM1信号为高电平时，所述主开关管导通所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；当所述PWM1信号为低电平时，所述主开关管断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；当所述PWM2信号为高电平时，所述钳位开关管断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；当所述PWM2信号为低电平时，所述钳位开关管导通所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接，进而有效地减少本光伏逆变器装置所使用的元器件，降低了本光伏逆变器装置的成本，且能够全程工作在准谐振模式，进而有效地提升了本光伏逆变器装置的效率和可靠性，降低了元器件应力，减少了电磁兼容滤波元件的使用，减少了控制单元对计算资源的消耗。
附图说明
图1为一种实施例的光伏逆变器装置的整体结构示意图；
图2为一种实施例的光伏逆变器装置的局部结构示意图；
图3为另一种实施例的光伏逆变器装置的局部结构示意图；
图4为一种实施例中的PWM1信号、PWM2信号、谐振电压、初级绕组电流和次级绕组电流在控制单元的一个控制周期内的变化示意图，其中，图4中的控制周期起始于T0时刻，结束于T7时刻。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
本申请一些实施例中公开一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置。请参考图1，上述光伏逆变器装置包括：反激变换电路100和工频极性转换电路200。
一些实施例中，请参考图2或图3，所述反激变换电路100包括隔离变压器101、主开关管102和有源箝位电路；所述隔离变压器101的初级绕组101a与光伏电源的正极连接，用于获取所述光伏电源DC的直流输入电压，并输出正弦半波电流；所述主开关管102连接于所述隔离变压器101的初级绕组101a与所述光伏电源DC的负极之间，用于导通或断开所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接；所述有源箝位电路包括：钳位电容103和钳位开关管104；所述钳位电容103和钳位开关管104连接于所述隔离变压器101的初级绕组101a与所述光伏电源DC的负极之间，所述钳位电容103和钳位开关管104串联连接，所述钳位开关管104用于导通或断开所述钳位电容103与所述光伏电源DC的负极之间的连接。所述工频极性转换电路200与所述反激变换电路100连接，所述工频极性转换电路200用于对所述正弦半波电流进行极性转换，以输出正弦并网电流。一些实施例中，有源箝位电路用于抑制寄生参数引起的漏极电压尖峰、吸收并回馈漏感能量以及实现主开关管102的零电压开关，从而提高了本光伏逆变器装置的效率，同时有源箝位电路的电磁干扰(Electromagnetic Interference，简称EMI)特性也可以改善。
一些实施例中，请参考图1，上述光伏逆变器装置还包括控制单元300。请参考图2，所述控制单元300以能够分别向所述主开关管102和钳位开关管104发送PWM1信号和PWM2信号的方式分别与所述主开关管102和钳位开关管104连接。当所述PWM1信号为高电平时，所述主开关管102导通所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接。当所述PWM1信号为低电平时，所述主开关管102断开所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接。当所述PWM2信号为高电平时，所述钳位开关管104断开所述钳位电容103与所述光伏电源DC的负极之间的连接。当所述PWM2信号为低电平时，所述钳位开关管104导通所述钳位电容103与所述光伏电源DC的负极之间的连接。
一些实施例中，上述PWM1信号和PWM2信号均为脉宽调制(PWM)信号。脉宽调制(PWM)信号是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的信号。脉宽调制(PWM)信号具有一定占空比的正脉冲波形。其中，PWM1信号的作用是控制主开关管102的导通与关断，PWM2信号的作用是控制钳位开关管104的导通与关断。
一些实施例中，在主开关导通隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接时，隔离变压器101的初级绕组101a开始储能；当主开关管102断开所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接时，隔离变压器101的初级绕组101a所存储的能量通过次级绕组101b释放到下一级负载(比如工频极性转换电路200等)。
需要说明的是，本申请中的控制单元300直接采用现有技术，例如，可以直接采用现有的DSP(Digital Signal Processing/Processor,数字信号处理单元)或者MCU(MicroControl Unit，微控制器单元)等；本申请也不要求对控制单元300针对反激变换电路100和工频极性转换电路200的具体控制方法进行保护，本申请中的控制单元300可以参考公开号为CN102307017B中的控制器，并可以参考该文献中控制器对反激变换器和工频极性转换电路的控制方法。
一些实施例中，所述隔离变压器101的初级绕组101a的非同名端连接至所述光伏电源DC的正极，所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端分别连接至所述主开关管102的第一极D和所述钳位电容103的一端，所述主开关管102的控制极G连接至所述控制单元300的PWM1引脚，所述主开关管102的第二极S接地，所述光伏电源DC的负极接地。所述主开关管102为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。所述钳位开关管104为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，进而直接将钳位电容103由钳位开关管104的第一极D接地。其中，主开关管102的控制极G为栅极，主开关管102的第一极D是漏极，主开关管102的第二极S为源极；钳位开关管104的控制极G为栅极，钳位开关管104的第一极D是漏极，钳位开关管104的第二极S为源极。一些实施例中，主开关管102和钳位开关管104可以为双极型晶体管。当主开关管102为双极型晶体管时，主开关管102的控制极为基极，主开关管102的第一极可以为集电极(或发射极)，主开关管102的第二极可以为发射极(或集电极)；当钳位开关管104为双极型晶体管时，钳位开关管104的控制极为基极，钳位开关管104的第一极可以为集电极(或发射极)，钳位开关管104的第二极可以为发射极(或集电极)。
一些实施例中，控制单元300的PWM1引脚用于向主开关管102Q1发送PWM1信号。控制单元300的PWM2引脚用于向钳位开关管104发送PWM2信号。
一些实施例中，所述钳位电容103连接于主开关管102的第一极D和钳位开关管104的第一极D之间。所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端连接至所述钳位电容103的一端，所述钳位电容103的另一端连接至所述钳位开关管104的第一极D，所述钳位开关管104的第二极S接地，所述钳位开关管104的控制极G连接至所述控制单元300的PWM2引脚。
一些实施例中，所述反激变换电路100还包括：第一电阻105和第二电阻106。所述第一电阻105和第二电阻106连接于所述隔离变压器101的取样绕组101c与所述光伏电源DC的负极之间，由所述第一电阻105、第二电阻106和所述隔离变压器101的取样绕组101c构成的谷底电压取样电路用于谷底电压的提取和检测。所述第一电阻105的一端连接至所述隔离变压器101的取样绕组101c的同名端，所述第一电阻105的另一端分别连接至所述第二电阻106的一端和所述控制单元300的谷低电压检测引脚，所述第二电阻106的另一端分别连接至所述隔离变压器101的取样绕组101c的非同名端和所述光伏电源DC的负极。
一些实施例中，隔离变压器101的取样绕组101c用于对隔离变压器101的任意一个主绕组的谐振电压进行取样，以检测谐振电压是否向下谐振至谷底而形成谷底电压。例如，隔离变压器101的取样绕组101c可以用于对隔离变压器101的初级绕组101a或次级绕组101b的谐振电压进行取样，以检测谐振电压是否向下谐振至谷底而形成谷底电压。
一些实施例中，所述反激变换电路100还包括整流二极管107。所述整流二极管107用于对所述隔离变压器101输出的正弦半波电流进行整流。所述整流二极管107的正极连接至所述隔离变压器101的次级绕组101b的同名端，所述整流二极管107的负极连接至所述工频极性转换电路200。
一些实施例中，所述工频极性转换电路200包括：第一极性转换开关管201、第二极S性转换开关管202、第三极性转换开关管203和第四极性转换开关管204。所述第一极性转换开关管201、第二极S性转换开关管202、第三极性转换开关管203和第四极性转换开关管204分别用于将所述正弦半波电流转换为正弦并网电流。所述第一极性转换开关管201、第二极S性转换开关管202、第三极性转换开关管203和第四极性转换开关管204为可控硅开关管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
一些实施例中，控制单元300能够分别向第四极性转换开关管204、第三极性转换开关管203、第二极S性转换开关管202和第一极性转换开关管201发送PWM3信号、PWM4信号、PWM5信号和PWM6信号。其中，上述PWM3信号、PWM4信号、PWM5信号和PWM6信号也均为脉宽调制(PWM)信号。其中，上述PWM3信号的作用是控制第四极性转换开关管204的导通与关断，PWM4信号的作用是控制第三极性转换开关管203的导通与关断，PWM5信号的作用是控制第二极S性转换开关管202的导通与关断，PWM6信号的作用是控制第一极性转换开关管201的导通与关断。
一些实施例中，所述整流二极管107的负极分别连接至第一极性转换开关管201的第一端T1和第三极性转换开关管203的第一端T1。所述第一极性转换开关管201的控制端G1连接至所述控制单元300的PWM6引脚。所述第一极性转换开关管201的第二端T2分别连接至所述第二极S性转换开关管202的第一端T1和交流并网AC的交流零线的接线端N。所述第二极S性转换开关管202的控制端G1连接至所述控制单元300的PWM5引脚。所述第二极S性转换开关管202的第二端T2连接至所述隔离变压器101的次级绕组101b的非同名端。所述第三极性转换开关管203的控制端G1连接至所述控制单元300的PWM4引脚。所述第三极性转换开关管203的第二端T2分别连接至所述交流并网AC的交流火线的接线端L和所述第四极性转换开关管204的第一端T1。所述第四极性转换开关管204的控制端G1连接至所述控制单元300的PWM3引脚。所述第四极性转换开关管204的第二端T2分别连接至所述隔离变压器101的次级绕组101b的非同名端。
一些实施例中，控制单元300的PWM6引脚用于向第一极性转换开关管201发送PWM6信号。控制单元300的PWM5引脚用于向第二极S性转换开关管202发送PWM5信号。控制单元300的PWM4引脚用于向第三极性转换开关管203发送PWM4信号。控制单元300的PWM3引脚用于向第四极性转换开关管204发送PWM3信号。
一些实施例中，控制单元300发出的PWM6信号由第一极性转换开关管201接收。控制单元300发出的PWM5信号由第二极S性转换开关管202接收。控制单元300发出的PWM4信号由第三极性转换开关管203接收。控制单元300发出的PWM3信号由第四极性转换开关管204接收。
一些实施例中，请参考图3，所述反激变换电路100还能够包括输入波电容108。所述输入波电容108用于滤波解耦。所述输入波电容108的一端连接至所述光伏电源DC的正极。所述输入波电容108的另一端连接至所述光伏电源DC的负极。
一些实施例中，请参考图3，所述工频极性转换电路200还能够包括输出滤波电容205。所述输出滤波电容205用于滤波解耦。所述输出滤波电容205的一端连接至所述整流二极管107的负极，所述输出滤波电容205的另一端连接至所述隔离变压器101的次级绕组101b的非同名端。
为了便于理解本实用新型的工作原理，现将本实用新型的工作过程简述如下：
当光伏电源DC或其他电源向控制单元300供电后，控制单元300开始工作，即，控制单元300从其PWM1引脚和PWM2引脚分别向主开关管102的控制极G和钳位开关管104的控制极G发送PWM1信号和PWM2信号。
请参考图4，在时刻T0至T1这一阶段：上述PWM1信号和PWM2信号均为高电平。此时，由于主开关管102为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，而钳位开关管104为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，因而主开关管102导通，钳位开关管104截止(即关断)，隔离变压器101的初级绕组101a中的初级绕组电流Im呈线性上升，隔离变压器101的初级绕组101a开始储能。
在时刻T1至T2这一阶段：在T1时刻，控制单元300发送至主开关管102的控制极G的PWM1信号由高电平变为低电平，进而主开关管102截止(即关断)，主开关管102的第一极D上的谐振电压Vsw上升，隔离变压器101的初级绕组电流Im保持不变。
请参考图4，在时刻T2至T3这一阶段：主开关管102的第一极D，由于隔离变压器101的漏感与主开关管102的第一极D和第二极S的等效电容及钳位电容103发生谐振。由于上述谐振的振荡周期大，进而形成一个平台电压，隔离变压器101的初级绕组电流Im开始下降。
在时刻T3至T4这一阶段：在T3时刻，上述PWM2信号由高电平转换为低电平(此时PWM1和PWM2都为低电平)，主开关管102截止(即关断)，而钳位开关管104导通，隔离变压器101的初级绕组101a所储存的能量，开始由次级绕组101b释放(比如，由次级绕组101b经整流二极管107向工频极性转换电路200释放，以实现能量的传输)。其中，在T3至T4时刻次级绕组101b中的次级绕组电流Isec请参考图4。隔离变压器101的初级绕组101a对钳位电容103和主开关管102的第一极D和第二极S的等效电容充电。与此同时，隔离变压器101的初级绕组101a的励磁电流与钳位电容103和主开关管102的第一极D和第二极S的等效电容发生谐振，由钳位电容103和主开关管102的第一极D和第二极S的等效电容发生谐振而对隔离变压器101的漏感的能量进行吸收，以使其不损耗掉。
在时刻T4至T5这一阶段：隔离变压器101的初级绕组电流Im逐渐减少至零，钳位电容103开始反向对隔离变压器101的初级绕组101a谐振放电，隔离变压器101的次级绕组101b继续对负载(如工频极性转换电路200)放电。其中，在T4至T5时刻次级绕组101b中的次级绕组电流Isec请参考图4。
在时刻T5至T6这一阶段：隔离变压器101的次级绕组101b放电完毕，钳位电容103继续对隔离变压器101的初级绕组101a谐振放电，在T5时刻初级绕组电流Im转为负向。
在时刻T6至T7这一阶段：钳位电容103对初级绕组101a谐振放电完毕，隔离变压器101的初级绕组101a反向再对钳位电容103充电，隔离变压器101的初级绕组电流Im开始在负向减小。主开关管102的第一极D和第二极S的谐振电压Vsw以正弦波波形向下谐振，上述向下谐振的谐振电压低于隔离变压器101的次级绕组101b的输出电压。上述谐振电压谐振至谷底时形成谷底电压，进而在下个控制周期开始之后，主开关管102能够在形成谷低电压的时刻导通，以实现软开关。
需要说明的是，PWM2信号在PWM1信号由高电平转为低电平之后与PWM1由低电平转为高电平之前分别有一段呈高电平的时间，此段时间叫做死区时间。在该死区时间内，隔离变压器101的初级绕组101a与钳位电容103、主开关管102的第一极D和第二极S发生谐振，进而可以通过隔离变压器101的取样绕组101c对主绕组(比如初级绕组101a)的谐振电压进行取样，以检测上述谐振电压是否达到谷底而形成谷底电压，即，通过与取样绕组101c连接的第一电阻105和第二电阻106对谐振电压进行分压而取样后，控制单元300对取样得到的谐振电压进行检测以判断是否形成谷底电压。控制单元300通过对取样得到的谐振电压进行检测以判断是否形成谷底电压，以使得在PWM1信号转变为高电平(比如上述T7时刻)时，主开关管102的第一极D和第二极S的谐振电压Vsw最低，进而实现零电压开关。在控制单元300的上述高频工作过程中，控制单元300可以根据正弦波电网的双倍频率对PWM1信号和PWM2信号的占空比进行调制，进而使得隔离变压器101的次级绕组101b的输出电压以呈半个正弦状的形式输出至输出滤波电容205的两端或工频极性转换电路200的两端。其中，控制单元300发出的PWM3信号和PWM6信号为一组，控制单元300发出的PWM4信号与PWM5信号为一组，以使得第一极性转换开关管201与第四极性转换开关管204组成第一组开关管，第二极性转换开关管202与第三极性转换开关管203组成第二组开关管，进而使得第一组开关管和第二组开关管交替工作每半个正弦波，即分别通过第一极性转换开关管201和第四极性转换开关管204，第二极性转换开关管202和第三极性转换开关管203分别对正弦半波电流进行整流，在经过上述整流后输出正弦并网电流至交流并网AC的交流火线的接线端L和交流零线的接线端N。
可以看出，一些实施例中，反激变换电路100包括隔离变压器101、主开关管102和有源箝位电路；所述隔离变压器101的初级绕组101a与光伏电源的正极连接，用于获取所述光伏电源DC的直流输入电压，并输出正弦半波电流；所述主开关管102连接于所述隔离变压器101的初级绕组101a与所述光伏电源DC的负极之间，用于导通或断开所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接；所述有源箝位电路包括：钳位电容103和钳位开关管104；所述钳位电容103和钳位开关管104连接于所述隔离变压器101的初级绕组101a与所述光伏电源DC的负极之间，所述钳位电容103和钳位开关管104串联连接，所述钳位开关管104用于导通或断开所述钳位电容103与所述光伏电源DC的负极之间的连接。所述控制单元300以能够分别向所述主开关管102和钳位开关管104发送PWM1信号和PWM2信号的方式分别与所述主开关管102和钳位开关管104连接。当所述PWM1信号为高电平时，所述主开关管102导通所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接。当所述PWM1信号为低电平时，所述主开关管102断开所述隔离变压器101的初级绕组101a的同名端与所述光伏电源DC的负极之间的连接。当所述PWM2信号为高电平时，所述钳位开关管104断开所述钳位电容103与所述光伏电源DC的负极之间的连接。当所述PWM2信号为低电平时，所述钳位开关管104导通所述钳位电容103与所述光伏电源DC的负极之间的连接。其中，主开关管102为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，钳位开关管104为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，从而简化了本光伏逆变器装置的驱动线路，即简化了控制单元300对反激变换电路100和工频极性转换电路200的控制，且控制单元300能够采用前述的谷底电压检测方案，以使本光伏逆变器装置的反激变换电路100和工频极性转换电路200工作于准谐振状态，从而有效地减小了漏感对本光伏逆变器装置的效率的不良影响，以及对本光伏逆变器装置的其他元器件的不利影响，同时减弱了电磁传导和辐射，有效地降低了本光伏逆变器装置的成本。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种有源箝位反激式的光伏逆变器装置,其特征在于，包括：
反激变换电路，所述反激变换电路包括隔离变压器、主开关管和有源箝位电路；所述隔离变压器的初级绕组与光伏电源的正极连接，用于获取所述光伏电源的直流输入电压，并输出正弦半波电流；所述主开关管连接于所述隔离变压器的初级绕组与所述光伏电源的负极之间，用于导通或断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；所述有源箝位电路包括：钳位电容和钳位开关管；所述钳位电容和钳位开关管连接于所述隔离变压器的初级绕组与所述光伏电源的负极之间，所述钳位电容和钳位开关管串联连接，所述钳位开关管用于导通或断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；
工频极性转换电路，所述工频极性转换电路与所述反激变换电路连接，所述工频极性转换电路用于对所述正弦半波电流进行极性转换，以输出正弦并网电流。
2.如权利要求1所述的光伏逆变器装置，其特征在于，还包括：控制单元，所述控制单元以能够分别向所述主开关管和钳位开关管发送PWM1信号和PWM2信号的方式分别与所述主开关管和钳位开关管连接，
其中，当所述PWM1信号为高电平时，所述主开关管导通所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；
当所述PWM1信号为低电平时，所述主开关管断开所述隔离变压器的初级绕组的同名端与所述光伏电源的负极之间的连接；
当所述PWM2信号为高电平时，所述钳位开关管断开所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接；
当所述PWM2信号为低电平时，所述钳位开关管导通所述钳位电容与所述光伏电源的负极之间的连接。
3.如权利要求2所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述隔离变压器的初级绕组的非同名端连接至所述光伏电源的正极，所述隔离变压器的初级绕组的同名端分别连接至所述主开关管的第一极和所述钳位电容的一端，所述主开关管的控制极连接至所述控制单元的PWM1引脚，所述主开关管的第二极接地，所述光伏电源的负极接地，
其中，所述主开关管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述钳位开关管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
4.如权利要求3所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述钳位电容连接于主开关管的第一极和钳位开关管的第一极之间，
其中，所述隔离变压器的初级绕组的同名端连接至所述钳位电容的一端，所述钳位电容的另一端连接至所述钳位开关管的第一极，所述钳位开关管的第二极接地，所述钳位开关管的控制极连接至所述控制单元的PWM2引脚。
5.如权利要求2至4之一所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述反激变换电路还包括：第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻和第二电阻连接于所述隔离变压器的取样绕组与所述光伏电源的负极之间，由所述第一电阻、第二电阻和所述隔离变压器的取样绕组构成的谷底电压取样电路用于谷底电压的提取和检测，
其中，所述第一电阻的一端连接至所述隔离变压器的取样绕组的同名端，所述第一电阻的另一端分别连接至所述第二电阻的一端和所述控制单元的谷低电压检测引脚，所述第二电阻的另一端分别连接至所述隔离变压器的取样绕组的非同名端和所述光伏电源的负极。
6.如权利要求2至4之一所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述反激变换电路还包括整流二极管；所述整流二极管用于对所述隔离变压器输出的正弦半波电流进行整流，
其中，所述整流二极管的正极连接至所述隔离变压器的次级绕组的同名端，所述整流二极管的负极连接至所述工频极性转换电路。
7.如权利要求6所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述工频极性转换电路包括：第一极性转换开关管、第二极性转换开关管、第三极性转换开关管和第四极性转换开关管；
所述第一极性转换开关管、第二极性转换开关管、第三极性转换开关管和第四极性转换开关管分别用于将所述正弦半波电流转换为正弦并网电流，
其中，所述第一极性转换开关管、第二极性转换开关管、第三极性转换开关管和第四极性转换开关管为可控硅开关管或金属氧化物半导体场效应晶体管。
8.如权利要求7所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述整流二极管的负极分别连接至第一极性转换开关管的第一端和第三极性转换开关管的第一端；所述第一极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM6引脚，所述第一极性转换开关管的第二端分别连接至所述第二极性转换开关管的第一端和交流零线的接线端；所述第二极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM5引脚，所述第二极性转换开关管的第二端连接至所述隔离变压器的次级绕组的非同名端；所述第三极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM4引脚，所述第三极性转换开关管的第二端分别连接至交流火线的接线端和所述第四极性转换开关管的第一端；所述第四极性转换开关管的控制端连接至所述控制单元的PWM3引脚，所述第四极性转换开关管的第二端分别连接至所述隔离变压器的次级绕组的非同名端。
9.如权利要求1所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述反激变换电路还能够包括：输入波电容；所述输入波电容用于滤波解耦，
其中，所述输入波电容的一端连接至所述光伏电源的正极，所述输入波电容的另一端连接至所述光伏电源的负极。
10.如权利要求7或8所述的光伏逆变器装置，其特征在于，所述工频极性转换电路还能够包括输出滤波电容；所述输出滤波电容用于滤波解耦，
其中，所述输出滤波电容的一端连接至所述整流二极管的负极，所述输出滤波电容的另一端连接至所述隔离变压器的次级绕组的非同名端。
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