[发明专利]一种基于柔性切换的光伏并网逆变器

说明书

一种基于柔性切换的光伏并网逆变器，包括太阳能板模块、高升压转换器电路、柔性切换电路、整流桥电路、滤波电路和电网模块。本发明和传统的光伏并网逆变器相比，该拓扑结构采用准共振式直流链柔性切换，使整流桥电路的功率开关管器件在零电压下导通，降低开关元件的开关损耗和电磁干扰，提高光伏并网逆变器的转换效率，具有很高的电压增益和电压调整率，保证小体积、稳定性和经济性，应用前景非常广泛。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种基于柔性切换的光伏并网逆变器。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭，温室效应等一系列环境污染问题也随之而来，因此面对严峻的能源危机，人们不断对新能源进行探索和研究，其中太阳能因其环境友善、转换便捷和取之不尽等特点，在各国能源研究中占据重要一环。所以，需要提高光伏转换效率并减少电磁干扰，因此光伏并网逆变器的研究设计非常具有应用意义与市场价值。

传统的硬式切换光伏并网逆变器，往往为了减小逆变器的体积和质量，而去提高开关频率，但较高的开关频率会增加功率开关器件的切换损耗，造成开关器件的散热问题，并使电磁干扰增大，从而影响电力系统的供电质量和正常工作。因此我们需要解决光伏并网逆变器效率低下的问题，并保证小体积、稳定性和经济性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于柔性切换的光伏并网逆变器，与传统的光伏并网逆变器相比，整流桥电路的功率开关管器件在零电压下导通，降低开关元件的开关损耗和电磁干扰，提高光伏并网逆变器的转换效率，并采用高升压转换器，具有很高的电压增益和电压调整率，保证小体积、稳定性和经济性，应用前景非常广泛。

本发明采取的技术方案为：一种基于柔性切换的光伏并网逆变器，包括太阳能板模块、高升压转换器电路、柔性切换电路、整流桥电路、滤波电路和电网模块；太阳能板模块输出与高升压转换器电路相连，高升压转换器电路输出与柔性切换电路相连，柔性切换电路输出与整流桥电路相连，整流桥电路输出与滤波电路相连，滤波电路输出与电网模块相连；所述太阳能板模块包括直流输入电源Vin；所述高升压转换器电路包括电感L1、电感L2、耦合电感Lm、耦合电感Ln、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、功率MOSFET管S、电容Co、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4；所述柔性切换电路包括耦合电感Ls1、耦合电感Ls2、二极管VDs、功率MOSFET管QS、电容Cdc和电容Cs；所述整流桥电路包括功率MOSFET管S1、功率MOSFET管S2、功率MOSFET管S3、功率MOSFET管S4、功率MOSFET管S5和功率MOSFET管S6；所述滤波电路包括滤波电感LE和滤波电容CE。

所述太阳能板模块输出为直流电17V。

所述高升压转换器电路的电感L1的一端连接太阳能板模块，电感L1的另一端连接耦合电感Lm和电感L2，耦合电感Lm和电感L2的另一端连接a点；功率MOSFET管S的一端连接a点，电容C1的一端连接b点，电容Co的一端连接c点，功率MOSFET管S、电容C1、电容Co的另一端连接e点；二极管VD1的阳极连接a点，二极管VD1的阴极连接b点；电容C2和耦合电感Ln的一端连接b点，电容C2和耦合电感Ln的另一端连接二极管VD3的阳极和电容C3，二极管VD3的阴极和电容C3的另一端连接二极管VD2的阳极，二极管VD2的阴极连接c点。

所述柔性切换电路的电容Cdc的一端连接c点，电容Cs的一端连接d点，电容Cdc和电容Cs的另一端连接e点；耦合电感Ls1和耦合电感Ls2的一端连接c点，耦合电感Ls1的另一端连接功率MOSFET管QS，功率MOSFET管QS的另一端连接d点；耦合电感Ls2的另一端连接二极管VDs的阴极，二极管VDs的阳极连接d点。