[发明专利]一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器

说明书

本发明公开了一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器。该变流器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、副边开关管、滤波电路、电网及有源功率解耦电路。本发明在变流器输入侧加入了由解耦开关管、解耦二极管和解耦电容构成的有源功率解耦电路，有效的解耦了由交流输出功率引起的直流电源输入侧低频功率脉动，同时可以实现并网，保证了变流器的长使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器，属于隔离、并网变流器，其利用增加的有源功率解耦电路来实现直流输入侧功率脉动的解耦。

背景技术

在新能源发电系统中，并网变流器的输出功率含有两倍电网频率的功率纹波，而输入功率被控制为恒定的功率，输入功率与输出功率的不平衡问题，通常通过并联大电解电容来解决。由于功率纹波的频率仅为两倍工频，所需的电容值相对比较大，而且电解电容的使用寿命也是有限的，严重影响了并网变流器的寿命和稳定性。为此研究解耦功率纹波的方法，使变流器中所需的电容容量大大减小，从而可以选用容量小、寿命长的电容来替换电解电容，达到延长变流器的整体使用寿命的目的，具有十分重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述变流器所存在的技术缺陷提供一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器，既实现了单级并网，又解耦了直流输入侧低频功率脉动。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器，包括直流电源、输入电容、原边开关管、隔离变压器、副边开关管、滤波电路及电网；其中直流电源的正极接输入电容的一端，直流电源的负极、输入电容的另一端和原边开关管的发射极相连接，原边开关管的集电极接隔离变压器原边绕组的同名端，隔离变压器副边包括两个绕组，副边开关管包括两个开关管，滤波电路包括一个滤波电容和一个滤波电感，第一副边绕组的同名端接第一副边开关管的集电极，第二副边绕组的异名端接第二副边开关管的发射极，第一副边绕组的异名端、第二副边绕组的同名端、滤波电容的一端及电网的一端相连接，滤波电容的另一端、第一副边开关管的发射极、第二副边开关管的集电极及滤波电感的一端相连接，滤波电感的另一端接电网的另一端；其特征在于：

还包括有源功率解耦电路；其中有源功率解耦电路包括一个解耦电容、一个解耦开关管和两个解耦二极管，第一解耦二极管的阳极、解耦电容的一端和直流电源的正极相连接，第一解耦二极管的阴极、解耦开关管的发射极和隔离变压器原边绕组的异名端相连接，解耦开关管的集电极、解耦电容的另一端和第二解耦二极管的阴极相连接，第二解耦二极管的阳极接原边开关管的集电极。

有益效果：

本发明披露了一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器，其解耦了直流电源输入侧低频功率脉动，能延长系统的使用寿命。本发明与原有技术相比的主要技术特点是，通过在反激变换器原边加入有源功率解耦电路来处理功率脉动，避免在直流输入侧并联体积大、可靠性低的电解电容来平滑输入功率。

附图说明

附图1是本发明的一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器主电路图。

附图2是本发明的一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器进一步等效电路图。

附图3是本发明的一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器主要工作波形示意图。

附图4～附图9是本发明的一种基于反激电路的有源功率解耦型单相并网变流器的各开关模态示意图。

附图10是本发明应用于110V/50Hz交流电网的输入电流、解耦电容电压及并网电流的仿真波形。