[发明专利]一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器及调制方法

权利要求书

1.一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，它包括依次连接的三端口反激变换电路A、全桥逆变电路C和输出滤波电路D；所述三端口反激变换电路中接有一个功率解耦电路B，所述功率解耦电路B与所述三端口反激变换电路A的一组原边绕组相连接。

2.根据权利要求1所述的一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，所述三端口反激变换电路A包括输入滤波电容、输入二极管、原边开关管、反激变压器、副边开关管和副边整流二极管；所述输入滤波电容与太阳能光伏组件并联；所述输入二极管的正极与所述输入滤波电容的一端连接；所述输入二极管的负极与所述反激变压器的第一原边绕组的同名端连接；所述反激变压器的第一原边绕组的异名端与所述原边开关管的漏极连接，所述原边开关管的源极与所述反激变压器的第二原边绕组的同名端连接；所述反激变压器的副边绕组的异名端与所述副边整流二极管的正极连接；所述副边整流二极管的负极与所述副边开关管的漏极连接；所述副边开关管的源极与所述全桥逆变电路的第一逆变开关管的漏极和第二逆变开关管的漏极连接；所述反激变压器的副边绕组的同名端与所述全桥逆变电路的第三逆变开关管的源极和第四逆变开关管的源极连接。

3.根据权利要求2所述的一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，所述功率解耦电路B包括一个解耦电容和一个解耦开关管，所述解耦开关管的漏极与所述三端口反激变换电路的反激变压器的第二原边绕组的异名端连接；所述解耦开关管的源极与所述输入滤波电容的一端及所述解耦电容的一端连接；所述解耦电容的另一端与所述三端口反激变换电路的原边开关管的源极及反激变压器的第二原边绕组的同名端连接。

4.根据权利要求3所述的一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，所述全桥逆变电路C包括第一逆变开关管、第二逆变开关管、第三逆变开关管和第四逆变开关管；所述第一逆变开关管的漏极与所述第二逆变开关管的漏极的互相连接，所述第一逆变开关管的源极与所述第三逆变开关管的漏极连接并与所述输出滤波电路的输出滤波电感和输出滤波电容的一端相连接，所述第二逆变开关管的源极与第四逆变开关管的漏极连接并与所述输出滤波电路的输出滤波电容的另一端相连接，所述第三逆变开关管的源极与所述第四逆变开关管的源极相连接。

5.根据权利要求4所述的一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，所述输入滤波电容、解耦电容及输出滤波电容均为薄膜电容。

6.根据权利要求4所述的一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，所述原边开关管、副边开关管和解耦开关管为高频开关管，所述全桥逆变电路C的第一至第四逆变开关管为工频开关管，受工频驱动信号控制，第一逆变开关管和第三逆变开关管、第二逆变开关管和第四逆变开关管反相驱动；第一逆变开关管和第四逆变开关管、第二逆变开关管和第三逆变开关管同相驱动。

7.根据权利要求4所述的一种带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器，其特征在于，所述三端口反激变换电路A的原边开关管和副边开关管、功率解耦电路B的解耦开关管、所述全桥逆变电路C的第一逆变开关管至第四逆变开关管均为MOSFET管。

8.一种根据权利要求4所述的带功率解耦电路的三端口反激式光伏并网微逆变器的调制方法，其特征在于，包括以下调制阶段：

第一阶段，原边开关管S₁导通，太阳能光伏组件和解耦电容共同向反激变压器原边励磁电感传递能量，反激变压器原边励磁电感充磁，储存能量，此时解耦电容释放能量。反激变压器原边励磁电感电流从零线性增加到其峰值i_pk1：

其中，L_m为反激变压器励磁电感；d₁为原边开关管S₁的占空比；T_s为高频开关管的开关周期，V_pv为太阳能光伏组件的输出电压，V_CD为解耦电容电压；

第二阶段，原边开关管S₁关断，副边开关管S₂导通，此时反激变压器励磁电感储存的一部分能量传递到副边，通过全桥逆变电路C传输到电网，当达到电网所需的能量时该阶段结束。此时，副边输出电流达到最小值i_pk2：

其中，N₁₃为反激变压器N₁和N₃的匝数比，V_g为电网电压的幅值；I_g为电网电流的幅值；显然，副边输出电流的包络为正弦半波；

第三阶段，副边开关管S₂关断，解耦开关管S₃导通，此时反激变压器励磁电感剩余的能量通过反激变压器第二原边绕组N₂和解耦开关管S₃对解耦电容充电，当原边励磁电感电流降为零时该阶段结束，解耦电容储存的能量可在下一个高频周期继续向反激变压器原边励磁电感充磁，该阶段开始时反激变压器原边励磁电感电流为i_pk3：

第四阶段，原边励磁电感电流i_pk3降为零时，进入第四阶段，此时所有开关管均关断，反激变压器磁复位。