[发明专利]光伏逆变器中的单极性倍频调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业电源领域的技术运用，尤其涉及一种光伏逆变器中的单极性倍频调制方法。 

背景技术

光伏发电作为一种安全环保的新能源，无论是从满足经济发展的能源需求来看，还是从保护地球环境的角度出发，都具有重大的战略意义。随着电力电子技术的发展，人们对逆变器的要求也越来越高，节约成本，提高性能，是每个光伏企业不断追求的目标。在大功率逆变电源中,流过主电路管上流过的电流非常大,所以一般所选的开关管容量比较大,这就导致调制时的开关频率不能过高.使得逆变器的输出电流畸变为一系列的尖顶窄脉冲,输出电压出现明显削顶,影响逆变器输出波形质量，这使提高输出波形质量，降低LC成本的逆变器应用而生。 

在大功率条件下，开关频率不能过高，主要原因是：1、开关频率过高会导致开关损耗增加；2、会使开关管发热严重，长时间运行会损坏开关管；3、开关管频率过高，出现擎住效应的几率加大；4、大容量开关器件高速通断，会产生很高的电压尖峰，有可能造成开关管或其他元器件被击穿，开关频率降低会会使输出波形中THD的含量变高，不能满足最终指标要求，为了提高输出波形质量，需加大后端的LC滤波参数，这使成本增加，为了提高开关频率，故采用单极性倍频调制方式。 

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种光伏逆变器中的单极性倍频调制方法。 

本发明的技术解决方案是：光伏逆变器中的单极性倍频调制方法，其特征在于：直流电压输入经过全桥逆变输出交流电压，哈弗构架中的主控芯片内含有专用PWM控制器，通过编程产生独立的具有RE口直接输出6路PWM信号给逆变器，驱动电路板包括电压、电流的采集，欠压、过压、过载的检测，其特征在于：单极性倍频调制，Ug+和Ug为两个反相的正弦信号作为调制波，幅值为Ugm，载波信号为Uc；控制原理为：Ug+和UC交点控制V1和V2,Ug-和UC交点控制V3和V4；单极性倍频SPWM输出电压为: 

                U＝+E,(V1，V3导通) 

                U＝0,(V1和V4导通)或(V2和V3导通) 

                U＝-E,(V2,V4导通) 

即输出电压Uo的正半轴是由ug1与ug3的与逻辑决定的，当ug1与ug3为高电平时，V1和V3导通，使得Uo＝+E,当ug1或者ug3有一个为低电平时，则V1和V4或者V2和V3导通而使得Uo＝0，输出电压的负半轴是由ug2和ug4的与逻辑决定的，当ug2与ug4为高电平时，V2和V4导通，使得Uo＝-E，当ug2或者ug4有一个为低电平时，则V2和V3或者V1和V4导通而使得Uo＝0。 

由于逆变器以高频PWM方式工作，要滤除高次谐波分量，使输出电压接近正弦波，设计LC滤波需满足输出电压的谐波含量小，滤波参数和体积小，阻频特性好，滤波系统消耗的功率小等原则来设计LC滤波，选择LC滤波的截止频率要远小于PWM电压中最低次谐波频率，同时又要远大于基波频率，因此截止频率选为载波频率f的1/10-1/5,△Il＝(Ud-Uab)*Uab/2LUdf,1/2Π√LC＝2f/10,求出LC的值，通过LC滤波后输出电压波形。 

本发明的有益效果是：本发明单极性输出电压在一个载波周期内有2次状态转变，所以输出脉冲频率是开关频率的两倍，高次谐波加倍，谐波含量减小，高次谐波频率相同时，即输出脉冲个数相同时，开关损耗减半，全桥倍频式工作方式；一直为0输出电压谐波中减少了谐波分量，同时在不提高每个桥臂开关频率的前提下，将最低次谐波提高到两倍载波频率附近,这对于输出滤波更有利.低成本LC滤波就可以使输出电压波形的THD减小到3％以下，同时通过设计合适的缓冲电路，滤除开关管关断时产生的尖峰电压，再在IGBT上加上一定合适的散热器，散出IGBT高速通断的产生的热量，保护了IGBT，大幅度提升了性能。 

附图说明

图1为本发明光伏逆变器主拓扑图； 

图2为本发明IGBT逆变桥图； 

图3为本发明单极性倍频调制时序图。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细说明。 

如图1、图2、图3所示，图1为本发明光伏逆变器主拓扑图；图2为本发 明IGBT逆变桥图；图3为本发明单极性倍频调制时序图。