[实用新型]一种六开关功率解耦电路

说明书

本实用新型公开了一种六开关功率解耦电路，包括：六个开关管S₁‑S₆、六个二极管D₁‑D₆、两个电容C_d1、C_d2及电感L_d；S₁‑S₆分别与D₁‑D₆反向并联，S₁的发射极与S₂的发射极连接构成第一条支路，S₃的发射极与S₄的发射极连接并且串联C_d1构成第二条支路，S₅的发射极与S₆的发射极连接并串联C_d2构成第三条支路，三条支路同时并联；电感L_d与S₁的集电极连接微逆变器交流输出侧。本实用新型通过在微逆变器交流输出侧接入功率解耦电路，承担了能量缓冲，大大降低了耦合电容值，减小了二次扰动功率，提升了微逆变器的性能和寿命。

技术领域

本实用新型涉及微逆变技术领域，特别是涉及一种六开关功率解耦电路。

背景技术

微逆变器具有许多优点，例如发电量多、易扩展、低成本、热插拔和模块化设计，这些优势使它逐渐成为分布式发电系统的主流。然而，在分布式发电系统中，在最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)的控制下光伏组件产生的输入功率恒定，但是进入电网的功率却是两倍工频的功率脉动，两者的瞬时值不一致。因此在传统微逆变器中依靠电解电容来平衡瞬时的输入和输出功率，但是这也造成了电解电容寿命远远小于电路中其他的元件。因此，研究无电解电容微逆变器成为提升微逆变器性能及寿命的一种途径，国内外学者相继展开研究。

无电解电容微逆变器技术，就是通过在微逆变器中并接功率解耦电路实现能量缓冲，功率解耦电路由功率开关和无源器件构成。按接入点分类功率解耦电路有三种类型：直流输入侧型，DC-link(直流支撑电容器)中间侧型，交流输出侧型。

其中直流输入侧型功率耦合电路通常适用于单级并网微逆变器。日本东京都立大学的Shimizu教授等提出的一种反激式单级微型逆变器，采用功率解耦电路之后，100W微型逆变器仅需要40uF薄膜电容，但是转化效率很低，只有70％。美国华盛顿大学的B.J.Pierquet教授等提出一种两级微逆变器结构，其中功率解耦电路串联在光伏整列和微逆变器之间，分别控制能量储存和电压波动，避免使用电解电容器，同时保持了微逆变器无功传输。然而，虽然该类型电路结构简明，但系统的功率解耦控制较为复杂，MPPT和孤岛检测操作也较为困难，降低系统效率，系统的升压比低，光伏直流输出电压高，且解耦电容值仍然较大。

在多级微逆变器中，由于中间直流侧电压较高，因此采用DC-link中间侧型的功率解耦技术。英国剑桥大学的G.A.J.Amaratunga等提出了一种三级结构微型光伏并网微逆变器。微逆变器由移相全桥电路、Buck电路及全桥微逆变器组成。其中移相全桥电路实现升压和MPPT功能，Buck电路产生正弦半波电流，最后一级电路产生正弦注入电流。此时为了降低解耦电容值，直流侧电压波动较大并且仍然产生有相当的二次功率扰动。

可见现有的无电解电容微逆变器技术普遍存在结构复杂、控制不便，解耦电容值较大，且二次功率扰动较大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种六开关功率解耦电路，以解决现有的无电解电容微逆变器技术普遍存在的结构复杂、控制不便，解耦电容值较大，且二次功率扰动较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：