[发明专利]低干扰高效率TL-Boost控制方法

说明书

本发明公开了一种低干扰高效率TL‑Boost控制方法，其包括如下步骤：构建基于TL‑Boost变换器的性能函数F(k,d)；计算电感电流波纹率ΔI和磁芯损耗P，及计算母线电容波纹率ΔV；依据电感电流波纹率ΔI、磁芯损耗P和母线电容波纹率ΔV，计算当前性能函数F(k,d)；判断当前性能函数F(k,d)与上一时刻性能函数F1(k,d)的大小，依据判断结果调整当前性能函数F(k,d)中优化系数k的大小；本发明通过交替改变TL‑Boost两开关管的关闭时间，达到减小电感电流的纹波大小的目的，同时不影响共模漏电流的大小，提升TL‑Boost变换器效率。

技术领域

本发明涉及光伏逆变器技术领域，尤其涉及一种低干扰高效率TL-Boost控制方法。

背景技术

近年来，随着当前越来越严重的能源短缺和环境污染问题，开发可再生能源和绿色能源已经成为实现社会可持续发展的重要举措。2020年随着“碳中和”和“碳达峰”双碳目标的提出，进一步加快了绿色技术的创新，其中光伏/风电并网项目由于同时兼顾经济发展和绿色转型的目标，得到了大力的发展，随着三相逆变器功率等级和电压等级的不断提高，传统两电平由于器件承受的电压和电流应力的限制和具有较严重的EMI以及较低的效率，功率器件选型难的问题，已经很难满足设计的需求。

如图1示出的现有技术的TL-Boost拓扑结构可以解决的传统两电平Boost拓扑在高压和大功率中器件选型难，器件应力大，严重的EMI,低效率等缺点，故TL-Boost拓扑结构已经成为当前研究和应用的热点。图1中，L1和L2是Boost变换器的升压电感，D1和D2为续流管，Q1和Q2为驱动，C1和C2为正负母线电容，R为负载阻抗，Vin为输入电压，Vo为直流母线电压。

当前TL-Boost主要由两种驱动发波方式，第一种为上管Q1和下管Q2同开同关同步发波方式，第二种为上管Q1和下管Q2移相交错发波方式。

图2示出了开关管Q1和Q2同时导通时TL-Boost变换器等效电路，此时，输入电压给电感进行充电，母线电容给负载供电。图3示出了开关管Q1和Q2同时关断时TL-Boost变换器等效电路，此时，输入电压给母线电容和负载供电。

采用相同的硬件参数，软件补偿参数对比上述两种发波方式的优缺点：

1、同步发波方式：电感电流纹波大，共模漏电流较小；

2、移相交错发波方式：电感电流纹波较小，共模漏电流较大，其中当移相角为180°时，电感电流纹波最小，共模漏电流最大。由于较大的共模漏电流具有极大的安全隐患，会对现场操作人员造成生命危险，同时会使得输出电压和电流畸变，具备严重的电磁干扰，加速光伏组件的老化等缺点。

因此，目前TL-Boost通常会采用同步发波方式。但是，采用同步发波方式的TL-Boost由于电感电流纹波大，严重制约了行业的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种低干扰高效率TL-Boost控制方法，其通过交替改变TL-Boost两开关管的关闭时间，可以有效减小电感电流的纹波大小，同时不影响系统的共模漏电流，有效提升TL-Boost变换器的控制效率。

为了实现上述目的，本发明公开了一种低干扰高效率TL-Boost控制方法，应用于TL-Boost变换器，所述低干扰高效率TL-Boost控制方法包括如下步骤：

S1、构建基于TL-Boost变换器的性能函数F(k,d)，其中，F(k,d)＝a*磁芯损耗P+b*电感电流波纹率ΔI+c*母线电容波纹率ΔV，k为优化系数，d为所述TL-Boost变换器中开关管的占空比，a、b、c均为权重因子；

S2、采集所述TL-Boost变换器上一时刻的电感电流值IL1、当前时刻的电感电流值IL、上一时刻的正母线电压值V1’、当前时刻的正母线电压值V1、上一时刻的负母线电压值V2’、当前时刻的负母线电压值V2；