[发明专利]一种可在光照不良条件下高效率工作的太阳能逆变器

说明书

一种可在光照不良条件下高效率工作的太阳能逆变器，包括由推挽变换器和反激变换器组成的混合DCDC升压变换器、全桥逆变器、低通滤波器、并网条件检测装置、隔离电路，以及微控制器与门极驱动电路。本发明可通过调节混合DCDC升压变换器拓扑结构，在光照条件不良情况下正常工作；对更宽输入电压范围可实现MPPT功能，系统效率得到了有效提高；有更小的开关损耗，升压变换器效率得到了提高。

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，特别是一种可以在光照不良条件下工作，具有混合DCDC升压变换器的高效率太阳能逆变器。

背景技术

随着全球能源危机与环境污染问题的日益严重，太阳能以其取之不尽用之不竭、清洁无污染等优点得到了极大的关注与发展。在太阳能电池板受到光照强度过大或不足时，目前的逆变器无法高效甚至不能完成升压逆变功能，逆变器中的升压电路部分工作在较低效率，一部分较微弱的太阳光照能量无法得到有效利用。

《一种宽直流输入和高压交流输出光伏逆变器的拓扑结构》（申请号201410486896）公开的是一种光伏逆变器的拓扑结构，能够实现大功率光伏逆变器的宽范围直流输入，提高了整套光伏系统的发电效率；《一种倾角可自动调节的一体化太阳能路灯》（申请号201710671764）公开的是一种一体化太阳能路灯，可以使一体化灯的顶部始终面朝太阳，接收到更多太阳能辐射能量。上述文献公开的太阳能逆变器均是工作在光照条件良好的情况下，但在光照条件不良时逆变器工作效率低甚至无法工作。《一种可以实现分布式MPPT的集中式光伏发电系统》（申请号201710271329）公开的是可以实现分布式MPPT的集中式光伏发电系统，能够使光伏阵列实现功率最大化，解决了通信失配问题，但由于系统在光照条件不良时无法正常工作，实现MPPT功能范围小，降低了系统效率。可见，国内目前现有太阳能逆变器存在以下不足：①光照不足时逆变器无法工作。逆变器中升压变换器拓扑一般固定，只能针对较高输入电压进行升压，对低输入电压无法达到有效的升压以供后级逆变器工作，对光照能量无法得到最大化利用。②实现MPPT功能仅在较小输入电压范围内。现有太阳能逆变器在光照强度不足时，太阳能电池板输出电压小，逆变器无法正常工作，升压变换器仅对较小范围内输入电压实现MPPT功能。③太阳能逆变器中升压变换器功耗大。现有的升压变换器中变压器匝比较小时，无法升压到逆变器所需电压等级；而变压器匝比较大时，开关器件占空比处于较低状态，以保证输出给逆变器电压等级不会过高。开关管工作在较低占空比时，开关电流峰值较高，此时功耗大。

发明内容

为了克服现有太阳能逆变器的不足，本发明的目的在于提供一种可在光照不良条件下高效率工作的太阳能逆变器。能够在光照强度不足时，仍可实现升压逆变功能，即对更宽范围的输入电压实现MPPT功能，高效率的完成升压逆变功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

可在光照不良条件下高效率工作的太阳能逆变器，包括：由推挽变换器和反激变换器组成的混合DCDC升压变换器、全桥逆变器、低通滤波器、并网条件检测装置、隔离电路，以及微控制器与门极驱动电路。

所述的混合DCDC升压变换器是由传统的推挽变换器加上反激变换器组成，混合DCDC升压变换器输出的是上述两种变换器电压输出的总和。利用这种新型混合DCDC升压变换器，光照条件良好时，推挽变换器可以使用低匝比的变压器工作在高占空比模式下来减小功率损耗；光照条件不良时，太阳能电池板输出电压降低，推挽变换器单独工作无法升压到全桥逆变器所需电压等级，反激变换器开始工作以确保逆变器有足够高的输入电压。

所述的全桥逆变器接收混合DCDC升压变换器的输出电压，将其逆变输出为交流电，经过低通滤波器输出到电网，并接收并网条件检测装置反馈输出的电网电压信号，使逆变器输出电压幅值相位与电网电压一致。所述的低通滤波器对全桥逆变器输出的交流电压进行滤波，以便并网连接。