[发明专利]正反激逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及单相逆变器，特别是涉及低压输入小功率逆变器，属于电力电子变换器。

背景技术

可再生能源尤其是光伏电池面板通常输出电压较低，本地交流负载所需电压及电网电压通常较高，通常需要将较低的直流电压升压并逆变为负载或电网所需电压。传统的集中式通常将光伏面板串联以升高输入电压至合适范围内，但太阳能电池面板，局部的阴影、不同的倾斜角度及面向方位、污垢、不同的老化程度、细小的裂缝以及不同光电板的不同温度等容易造成系统失配导致输出效率下降的弊端，进而导致整体的输出功率大幅降低。这是传统集中式逆变器难以解决的问题。

近年来出现“微逆变器”新架构，即在每个光伏电池模块配备微型逆变电源，通过对各模块的输出功率进行优化，使得整体的输出功率最大化。即使部分电池板受到阴影、灰尘覆盖等情况的影响，逆变电源仍可以跟踪最佳的局部最大功率点，挽回相当部分损失的发电量。

美国专利US20070221267公开了一种基于反激拓扑的微逆变器架构，由反激变换器及极性反转桥构成。由于反激电路能处理功率较小，在功率输出较大时不得不采取多个反激并联工作方式以优化效率，电路控制较为复杂。且反激电路输出电流仅在开关管关断后部分时间内供给后级，输出电流纹波较大，不利于电容优化。中国专利CN100511942C及CN101692595等公开了一些正反激直直变换器电路及其软开关拓扑，结合了正激及反激电路共同优点，在直流变换方面能够获得较高效率且输出电流纹波较小。

发明内容

技术问题：本发明的目的是在研究上述技术的基础上，提出一种同时利用正激变压器及反激耦合电感传输能量，效率较高，中间电容电流纹波较小的低压输入直交逆变器电路及其软开关方案。

技术方案：本发明提出一种单级式正反激逆变器主电路拓扑，包括原边电路和副边电路， 

a.  所述的原边电路包括：

与电源并联的支路，由变压器原边第一绕组、原边第二绕组的异名端串联后再与与原边第一开关管串联构成；或由原边第三绕组与原边第一开关管串联构成；

b.  所述的副边电路包括：

与中间母线电容串联的支路，变压器副边第一绕组、副边第二绕组同名端串联后，副边第一绕组、副边第二绕组的另一端分别连接第一二极管、第二二极管的阳极；第一二极管、第二二极管的阴极输出端相连并连接至中间母线电容的一端；变压器副边第一绕组、副边第二绕组的同名端串联点连接至中间母线电容另一端；

与中间母线电容并联的包括由第二开关管与第三开关管串联组成的第一支路，由第四开关管与第五开关管串联组成的第二支路，

通过第二开关管与第三开关管串联连接点引出第一根输出线，通过第四开关管与第五开关管串联连接点引出第二根输出线。

所述变压器的类型为：原边第一绕组、副边第一绕组同名端耦合构成正激变压器，由原边第二绕组、副边第二绕组异名端耦合构成反激变压器，其正激及反激变压器原边第一绕组、原边第二绕组异名端相连，副边第一绕组、副边第二绕组同名端相连。

所述变压器的类型为：原边第三绕组构成一个磁芯开气隙的正激变压器，副边第一绕组、副边第二绕组同名端相连。 

有源箝位、电阻电容二极管箝位、电感电容二极管箝位及零电压转换复位等开关管电压箝位及变压器磁芯复位技术构成一族电路拓扑。

有益效果：利用正激变压器及反激耦合电感同时传输能量，变压器处理功率相比反激逆变器更大。

附图说明

图1为本发明提出的同时采用正激及反激两个变压器的正反激逆变器主电路拓扑原理图。

图2为本发明提出的采用一个正反激变压器的正反激逆变器主电路拓扑原理图。

图3为正反激逆变器的一族主电路示意图。

图4为实施方法1中微逆变器用于并网工作框图。

图5为实施方法2中微逆变器用于离网工作框图。