[发明专利]一种带高频整流控制的单级式光伏并网微逆变器及其控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于电学技术领域，涉及一种并网微逆变器及其控制方法，特别是一种针对输入为单块太阳能电池板的带高频整流控制的单级式光伏并网微逆变器及其控制方法。

背景技术：

传统的光伏并网微逆变器一般有以下三种结构形式：第一种为非隔离型两级式结构，即前级用非隔离Boost电路升压，后级用H桥逆变，其优点是电路相对简单，缺点是微逆变器的输出和电池板不隔离，会带来安全隐患，且其效率较低。第二种为隔离型两级式结构，即前级用隔离电压或电流型半桥LLC电路升压，后级用H桥逆变，其优点是微逆变器的输出和电池板实现了电气隔离，消除了安全隐患，且其前级电路可以通过谐振实现软开关，前级电路效率相对高一点，其缺点是逆变器体积相对较大，成本较高，前级为电流型半桥LLC电路控制相对复杂，且需要两个电感，增加了逆变器的体积；前级为电压型半桥LLC电路控制相对复杂，桥臂上下两个开关管容易直通而烧毁电路；第三种为隔离型单级式结构，目前变压器原边一般采用反激型、交错反激型或交错反激有源箝位型电路，变压器副边采用工频逆变，即用一级电路既可实现电气隔离又可逆变并网，省掉了后级H桥逆变电路，对于反激型或交错反激型电路，其优点是电路结构简单、容易控制，缺点是变压器单向励磁，磁芯容易饱和，功率难以做大，开关管不能实现软开关，效率相对较低；对于交错反激有源箝位型电路，有源箝位支路中的开关管和主开关管互补导通，通过谐振使两个开关管都实现了零电压软开关，并且减小了开关管的耐压，相对提高了效率，但是现有的变压器单向励磁，磁芯容易饱和，功率难以做大，增加了控制的复杂性。

综合传统光伏并网微逆变器的三种结构形式，对于隔离或非隔离两级式微逆变器，其后级一般用H桥逆变，存在着桥臂上下两个开关管容易直通而烧坏电路、控制难度高、可靠性低、效率低的缺点，再加上前后两级级联后致使微逆变器的体积增大，可靠性降低，效率进一步降低，目前逐步被隔离型单级式结构所取代，但隔离型单级式结构共同存在着变压器单向励磁、控制复杂的问题。因此，设计一款电路结构简单、体积小、成本低、效率高、容易控制、变压器双向励磁的新型单级式光伏并网微逆变器及其控制方法具有非常大的实用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，设计提供一种带高频整流控制的单级式光伏并网微逆变器及其控制方法，即隔离变压器原边只用一个开关管就可实现变压器双向励磁，并且开关管既可以实现零电压开通又可以实现零电压关断，开通和关断期间均可向变压器副边传输能量，该开关管不用同时承担最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制的任务；变压器副边采用两套高频整流控制电路，在每套高频整流控制电路中增加一个开关管、用来实现MPPT，通过控制让其按工频输出、然后反向并联，结合变压器原边高频开关管的调制形成按正弦调制规律变化的脉冲序列，经滤波后变成可以并网的工频交流电。