[发明专利]一种用于反激型逆变器的变开关频率控制方法

说明书

本发明公开了一种用于反激型逆变器的变开关频率控制方法，定义开关S5的开关周期阈值为T1，开关S5的开通时间阀值Ton1；当开关S5的开关周期大于等于T1时，采用准谐振开关方式；当开关S5的开关周期小于T1时，判断开关S5的开通时间是否大于Ton1，如果是，则采用定频开关方式；如果不是，则采用变频开关方式。本发明充分考虑开关管特性，考虑开关损耗在电路中影响，以及开关死区对输出电流波形谐波影响，控制逻辑简洁，同时创新性推出变频控制模式，即采用变频实时计算的方式，能够有效降低开关损耗与输出谐波，克服现有技术缺陷。

技术领域

本发明涉及一种用于反激型逆变器的变开关频率控制方法，属于光伏发电领域。

背景技术

如图1所示为现有的反激型逆变器电路，包括直流母线电容Cap1、激磁电感为L_m、隔离变压器T，开关S5、解耦电容Cap2、为整流二极管D1、H桥(包含S1、S2、S3、S4四个开关)、电压与电流检测单元、CPU计算单元、驱动单元和MPPT计算单元。反激型逆变器通常采用准谐振开关控制方法，S5采用零电压开通的模式，这样可以有效降低开关管的开通损耗。但是S5以及D1的开关频与逆变器输出电流瞬时值为反比关系，对于反激逆变器来说，一个电网基波周期必然存在电流大和小的时候。而S5以及D1的开关频率是受到开关特性限制的，在电流较小的时候无法实现准谐振控制模式，此时通用方法是采用定开关频率进行S5的开关控制。定开关频率同样会受到开关特性影响，S5在进行开关控制时，需要保证S5的最小开通时间，否则会增加S5的损耗，同时也会增加逆变器电流的失真度。根据开关管的开关特性以及反激型逆变器的工作原理，可以通过计算，在低功率条件下实时改变开关频，从而降低逆变器整体开关损耗，也能够降低逆变器输出电流的谐波。

专利号CN202150844U公开了一种准谐振检测电路，该方法通过检测电路，实时将S5两端的电压与设定阀值进行比较，再通过数字电路进行逻辑判断，从而实现了S5的准谐振控制。该方法在电压较低的情况存在检测错误的问题，这样会降低准谐振的效果，另外在电流较低的情况下，该方法无法实现准谐振控制，只能在低电流条件下采用定频控制，这样会增加逆变器开关损耗，同样也会增加逆变器低电流状态下的谐波。

专利号CN101841165公开了一种软开关方式，该方法采用数字计算S5关断的谐振周期，无需准谐振检测比较电路，这样会降低电路存在检测风险，但同样无法在低功率段进行准谐振控制，也需要在低功率进行定频控制，与专利号CN202150844U存在同样的问题。

文献《有源钳位反激式光伏并网逆变器的研究》分析反激式逆变器的工作原理，在低功率状态下也进行了定频控制的描述，与上述专利存在同样的技术弊端。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于反激型逆变器的变开关频率控制方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于反激型逆变器的变开关频率控制方法，定义开关S5的开关周期阈值为T1，开关S5的开通时间阀值Ton1；当开关S5的开关周期大于等于T1时，采用准谐振开关方式；当开关S5的开关周期小于T1时，判断开关S5的开通时间是否大于Ton1，如果是，则采用定频开关方式；如果不是，则采用变频开关方式。

初始时，计算开关S5的开通时间、关断时间和开关周期，当开关S5的开关周期大于等于T1时，采用准谐振开关方式；当开关S5的开关周期小于T1时，重新计算开关S5的开通时间、关断时间和开关周期；当重新计算的开关S5开通时间大于Ton1时，采用定频开关方式；当重新计算的开关S5开通时间小于等于Ton1时，采用变频开关方式，实时计算开关S5的开通时间、关断时间和开关周期。

初始时，计算开关S5的开通时间、关断时间和开关周期的公式为，

开关S5的开通时间t_on_BCM，