[发明专利]一种具有功率解耦的极性反转输出型逆变器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具有功率解耦的极性反转输出型逆变器及其控制方法。该逆变器的主电路拓扑包括直流电源、输入电容、原边开关管、隔离变压器、截止二极管、滤波电容、极性反转逆变桥、输出滤波电路、电网及解耦电路；其控制方法为：电网电压采样值经PLL获得单位正弦波，输入电压和电流采样值经MPPT获得最大直流输入功率，同时解耦电容电压采样值经电压环路获得其电压扰动信号，再经电流基准运算电路和调制信号生成电路得到五个调制波信号，最后通过PWM控制电路及逻辑电路，从而控制并网逆变器工作。本发明在隔离变压器原边加入由解耦开关管、解耦二极管和解耦电容构成的解耦电路，有效消除了直流电源输入侧二次电流纹波，且实现并网。

技术领域

本发明涉及一种具有功率解耦的极性反转输出型逆变器及其控制方法，属于微型、并网逆变器，其利用增加的解耦电路来消除直流输入侧二次电流纹波。

背景技术

近年来，能源短缺和环境污染问题受到了人们的广泛关注，光伏、燃料电池等新能源以其清洁、高效、可持续等优点而得到了快速发展，例如新能源发电系统等。对于这种新能源发电系统，并网逆变器输出功率中含有两倍于电网电压频率的功率纹波，该功率纹波必然会反馈到直流电源端，表现为二次电流纹波，对于光伏组件而言，将会影响其最大功率点跟踪，降低系统效率，因此解决新能源发电系统中的二次电流纹波问题具有十分重要的意义。通过并联大容量的电解电容能够有效的滤除二次电流纹波，但所需的电容容值将会很大，严重影响系统的功率密度，并且电解电容的使用寿命较短，可靠性较低。在电路中并联LC谐振电路，并将其谐振频率设计为两倍电网电压频率，也能够有效的滤除二次电流纹波，但该方案所采用的谐振电感的感值和谐振电容的容值均比较大，降低了系统的功率密度。总而言之，这些通过无源器件来滤除二次电流纹波的方法，存在着体积较大、可靠性较低、滤波性能不稳定等问题。为此，探索其它方法，包括新的拓扑方案、控制策略等，使得直流侧输入电流中不含有二次电流纹波，从而避免使用电解电容，使得寿命长、可靠性高的薄膜电容在逆变系统中的应用成为可能，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述逆变器所存在的技术缺陷提供一种具有功率解耦的极性反转输出型逆变器及其控制方法，采用这种增加解耦电路的逆变器及其控制方法，实现了直流输入侧二次电流纹波的有效消除，从而使得系统不需要采用体积大、寿命短的电解电容。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：