[发明专利]微小功率并网逆变器谐波抑制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及到并网逆变器谐流电流校正与抑制技术，具体是一种应用于微小型功率并网逆变电源产品不需要主控MCU参与控制的小型功率逆变器谐波抑制系统和方法。

背景技术

并网技术中，并到电网的电流与电网电流同频、同相，且并到电网的电流的幅值与电网电流的幅值成比例变化，此时基本不产生谐波，否则会产生大量谐波，污染公用电网。

现有大型并网逆变器主要采用功能强大的DSP(Digital Signal Processing数字信号处理)芯片进行系统监控，输出电流波形、并网相位及频率控制，该类DSP芯片造价昂贵，在微小功率并网逆变电源使用造成产品成本过高，不利产品应用推广。

由于成本压力，目前微小功率并网逆变电源主要采用单级隔离SPWM(英文全称为：Sinusoidal Pulse Width Modulation，一种脉冲宽度调制方法)加全桥低频换相电路拓扑结构，配置相对低价位MCU进行相位跟踪及保护功能控制。产品在并网工作时，跟踪相位、频率出现误差及电网电压波形自身失真时容易出输出电流波形失真而引起电流谐波失真现象，而该MCU运算能力比较差不具备输出电流波形实时运算及跟踪处理能力，造成输出电流谐波无法抑制及校正，影响产品性能及安规认证无法通过。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有的微小功率并网逆变采用MCU抑制谐波因MCU运算能力差带来的不具备输出电流波形实时跟踪进而造成输出电流谐波无法抑制及校正的技术问题，提供一种可实时跟踪电网电压波形进而实现输出电流与电网电压幅值成比例的微小功率逆变器谐波抑制系统和方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种微小功率并网逆变器谐波抑制系统，包括：

电网电压采集模块，输入端接电网电压整流后的得到倍频正半周正弦电网电压，并将所述倍频正半周正弦电网电压进行比例缩放，得到与输入的电网电压同频、同相的正弦波形电压并输出；

恒脉宽PWM变换模块，产生一个高频固定占空比的PWM，并将所述PWM通过积分电路转换成同频的三角波输出；

PWM调制模块，输入端分别与所述电网电压采集模块和所述恒脉宽PWM变换模块的输出端相连，对输入的所述正弦波形电压与所述三角波进行调制，得到一个与输入正弦电压同相、且占空比跟随正弦波形幅度正比例变化的PWM调制脉冲信号并输出；

PWM驱动模块，输入端与所述PWM调制模块的输出端相连，对输入的PWM调制脉冲信号进行幅度整形及电流放大后得到PWM驱动波形并输出；

谐波抑制调节模块，输入端与所述PWM驱动模块的输出端相连，控制受控开关元件的导通时间，跟踪电网幅度变化，从而调节输出电流波形的幅度与电网电压形成同步。

上述微小功率并网逆变器谐波抑制系统，还包括，

DC/DC变换模块，输入端与低压直流电源相连，将输入的低压直流电压变换成跟随电网相位、频率同步倍频半周期的直流高电压并输出；

滤波模块，输入端与所述DC/DC变换模块的输出端和所述谐波抑制调节模块的输出端连接，对所述DC/DC变换模块输出的所述直流高电压进行低通滤波，输出只含低频包络的倍频半周期正弦直流电压；

全桥逆变模块，输入端与所述滤波模块的输出端相连，用于对所述滤波模块输出的倍频半周期正弦直流电压进行交流相位变换，得到倍频全周期正弦直流电压并输出。

所述谐波抑制调节模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R10、电感L3和MOS管Q1，其中，所述电阻R10和所述电阻R2的一端相连且它们的连接点与所述MOS管Q1的栅极相连；所述MOS管Q1的源极分别与所述电感L3和所述电阻R1的一端相连，所述MOS管Q1的漏极与所述电阻R1的另一端相连且它们的连接点构成所述谐波抑制调节模块的输出端；所述电感L3不与所述电阻R1直接相连的另一端接地。