[发明专利]小型风力发电用三相反激式倍压单开关整流电路

权利要求书

1.一种小型风力发电用三相反激式倍压单开关整流电路，其特征在于，该电路依照输入、输出顺序包括三相交流电源、滤波电容C1、C2、C3、三相单开关BOOST整流电路、三个反激式倍压电路、信号采集电路以及控制电路；其中：

所述三相交流电源输入侧与风力发电机三相输出连接；

所述三相单开关BOOST整流电路，包括不可控整流桥和BOOST升压电路，所述不可控整流桥由6个二极管D1～D6组成；所述BOOST升压电路由互感器T1、T2、T3的BOOST电感、三相单开关VT、二极管D7和直流电容Co组成，BOOST电感串接在整流桥交流输入侧，每一相串接一个BOOST电感；所述三相单开关BOOST整流电路中，不可控整流桥的输出侧直接与BOOST整流电路的单开关连接在一起；所述控制电路对整流侧BOOST电路中的单开关VT进行通/断控制，令整流输入侧电流波形趋近于正弦波，以实现单位功率因数控制，同时PFM控制中的最大功率点跟踪控制使工作点保持在小风机最大功率处；

所述反激式倍压电路，包括反向耦合电感T1、储能电容Ca、开关电容C11，C12和二极管Da，D11，D12；其中：二极管Da、开关电容C11、耦合电感副边、开关电容C12、储能电容Ca、串联构成回路；二极管D11与开关电容C11和耦合电感副边并联；二极管D12与耦合电感副边和开关电容C12并联；

当开关管VT导通时，在三相中的任意一相中，由互感器T1原边、不可控整流桥、开关管VT构成回路，该一相电源向T1原边电感充电，电流上升；于此同时互感器副边电感通过二极管D11和二极管D12分别向开关电容C11和开关电容C12充电，电容C11、C12电压上升；当开关管VT关断时，该一相中由电源、互感器T1原边电感、不可控整流桥、二极管D7、主电路输出电容Co构成回路，此时，该一相电源和T1原边电感共同向输出电容Co充电，一相输入电流减小；此时，互感器T1副边电流反向，二极管Da导通，互感器T1副边、开关电容C11，C12共同向该一相倍压电路的输出电容Ca充电，电容Ca的电压升高；将三相倍压电路的输出电容Ca，Cb，Cc和主电路输出电容Co串联，整个三相单开关BOOST-倍压整流电路的输出电压为三相倍压电路的输出电容Ca，Cb，Cc和主电路输出电容Co上的电压之和，从而将整流输出电压提高。

2.如权利要求1所述的小型风力发电用三相反激式倍压单开关整流电路，其特征在于，所述控制电路整流侧采用脉冲频率控制PFM技术，包括乘法器、MPPT控制器、压控振荡器VCO、触发器和一个驱动放大器，其工作过程为：首先整个反馈环路是先从整流桥输出侧采样直流输出电流和输出电压，经过乘法器得到输出功率信号，作为MPPT控制器的输入信号，并根据所输入的功率信号进行控制，输出一可变电平信号以控制压控振荡器VCO，VCO根据输入电压的幅值输出相应频率的正弦波，经过触发器形成一系列导通时间ton不变，周期T随正弦波同步改变的方波，实现PFM控制，最后经过驱动放大电路控制开关管的通断；MPPT控制器的算法采用“爬山法”P&O，通过将本次采集的输出功率和上次的相比较来确定增加或者减小输出电压来实现MPPT；ΔP_o＞0，说明输出功率并没有达到最大，继续增大输出电压进行跟踪；若ΔP_o＜0，则情况正好相反，直到ΔP_o＝0，此时，风力发电机的输出功率处于最大功率点。