[实用新型]基于二象限逆变器拓扑单元的光伏系统多端口DC-DC转换器

说明书

本实用新型提供基于二象限逆变器拓扑单元的光伏系统多端口DC‑DC转换器，二象限逆变器通过高频变压器保证其所连接的光伏模块向输出端口的单向功率流，这一动作消除了不同端口之间存在的任何循环电流。此外，来自二象限逆变器的功率流可以使用其相应的占空比控制而无需用相移来控制。因此，不需要外部电感，这使得所提出的多端口转换器优于MAB转换器。每个端口都被控制从其耦合的光伏模块产生最大功率，能够跟踪连接到它们的类型、等级和辐照度不同端口的光伏模块的最大功率点，能够解决校友技术中存在组件数量较多、效率低、成本高、规模大的问题，同时还避免使用移相角控制的问题。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及基基于二象限逆变器拓扑单元的光伏系统多端口DC-DC转换器。

背景技术

现有技术中通常将不同的输入源与负载连接起来，这种拓扑结构除了非隔离特性外，还需要一个复杂的控制器，这种控制器可能不适合PV系统；同时，现有技术中通常采用的方案还包括在每个端口采用三脚转换器组成，端口连接到一个中心带多绕组变压器，这种方案的一个缺点是组件数量大；此外，该拓扑的分析仅限于一个输入端口和双输出端口；针对现有的采用单芯变压器或双芯变压器的三重有源桥DC-DC变换器，TAB拓扑是基于传统的半H桥或全H桥转换器，通过控制任意两个H桥变换器之间的相角差来实现所需的潮流，因此，需要在H桥和高频变压器之间插入电感，以获得实现所需潮流所需的移相角范围，作为TAB变换器的扩展，采用全桥或半桥变换器的多源桥(MAB)变换器，与TAB变换器类似，采用移相角控制方案来调节输入端口和输出端口之间的功率转移，TAB和MAB转换器的主要缺点是需要外部电感以及需要使用复杂的移相控制，这不可避免地会对性能造成负面影响。

实用新型内容

针对现有技术中存在组件数量较多、效率低、成本高、规模大的缺点，也为了避免使用移相角控制的问题，本实用新型提供基于二象限逆变器拓扑单元的光伏系统多端口DC-DC转换器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

基于二象限逆变器拓扑单元的光伏系统多端口DC-DC转换器，其特征在于，光伏系统多端口DC-DC转换器每个端口均设置有二象限逆变器拓扑单元；

所述二象限逆变器拓扑单元的输入侧连接光伏模块，输出侧连接高频变压器的输入端；

所述高频变压器的初级侧跨接在二象限逆变器拓扑单元的两个桥臂之间，高频变压器的次级侧跨连接有整流器单元，且连接于整流器单元的两个桥臂之间；

所述光伏系统多端口DC-DC转换器每个端口的二象限逆变器拓扑单元经高频变压器和整流器单元连接PV模块并汇流至直流总线；

所述二象限逆变器拓扑单元包括电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述电容一端连接第一开关管的集电极，另一端连接第二开关管的集电极；第一开关管的集电极连接第三开关管的集电极，第一开关管的发射极连接第二开关管的集电极，第三开关管的发射极连接第四开关管集电极，第四开关管的发射极连接第二开关管的集电极。

进一步，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管均采用绝缘栅双极晶体管。

进一步，所述二象限逆变器拓扑单元还包括一个电压源型逆变器和一个电流源型逆变器。

进一步，所述一个电压源型逆变器包括绝缘双极晶体管和反并联二极管的一个支路。

进一步，所述一个电流源型逆变器包括绝缘双极晶体管和串联二极管或者反向阻断绝缘双极晶体管的一个支路。

进一步，所述高频变压器采用高频隔离变压器。

进一步，所述高频变压器的输入侧绕组采用相同的匝数。

进一步，所述高频隔离变压器的输入与输出绕组之间的匝数比用于调整电压提升至直流母线电压水平。