[实用新型]双变压器串联谐振式微型光伏逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子逆变技术、太阳能并网发电技术，是一种基于独立光伏组件的并网逆变器，属于光伏并网发电技术领域。 

背景技术

传统的基于光伏组件串、并联的光伏发电系统，在大型光伏发电站得到广泛的应用，但在建筑光伏一体化系统中，由于使用面积的限制，传统的光伏发电系统结构缺乏系统的灵活性和扩充性，且如果有因日照不均以及特性不均等导致的输出功率下降的模块，整体的输出功率就会大幅降低，若任一组件损坏，也会影响整个系统的正常工作，甚至瘫痪。另外，这种有较高直流电源的系统还存在安全性和绝缘性的问题。针对传统光伏发电系统的问题，研究发现对每个太阳能电池模块配备一种微型光伏逆变器，可以将每个光伏组件的输出优化在最大功率点，提高系统整体输出功率。整个组件阵列也由220V交流线连接，无直流传输线，增加了系统的安全性。 

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种安装简便、转换效率高的小功率微型光伏逆变器。本实用新型所述的双变压器串联谐振式微型光伏逆变器，包括太阳能电池接口(1)、直流侧电压电流检测电路(2)、双变压器推挽电路(3)、PWM生成电路(4)、单片机(5)、全桥逆变电路(6)、数字信号处理器(9)、驱动电路(8)、滤波及交流侧电流电压检测电路(7)。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：双变压器串联谐振式微型光伏逆变器采用两个变压器次级串联，以实现串联谐振软开关技术。通过双光耦检测太阳能电池板侧直流电压，电阻检测法检测电流，运用正弦波脉宽调制逆变技术实现逆变，通过霍尔传感器检测电网侧电流电压，实现太阳能并网发电，构成双变压器串联谐振式微型光伏逆变器。双变压器串联谐振升压电路包括4个MOSFET开关管(15、16、17、18)、两个变压器(19、20)、输出整流器(21、22、23、24)、串联谐振电路(25、26)构成，两个变压器的次级线圈串接在一起，四个开关管在高频开关信号下工作，两个为一组交替导通。在相同输入输出比条件下，较单个变压器的推挽电路变压器的匝数比减小一半，较好解决了初次级耦合问题，减少了损耗，有效提高了效率。太阳能电池组件通过太阳能电池接口(1)接入微型光伏逆变器，单片机(5)通过AD采集双光耦检测电路(12)检测太阳能电池组件输出电压及分压电阻(10、11)电流检测单元(13)检测太阳能输出电流，应用太阳能最大功率点跟踪算法控制PWM 生成电路(4)输出PWM信号控制双变压器推挽电路(3)中MOSFET开关管(15、16、17、18)导通与关断，输出电压经过整流、滤波后送入后级全桥逆变电路(6)。数字信号处理器(9)检测并网端电压检测电路(36)及电流检测电路(35)的电压，应用正弦波脉宽调制技术输出SPWM调制波，并通过驱动电路(8)控制MOSFET(28、29、30、31)开通与关断，输出波形经过滤波电感(33)和滤波电容(34)进行高频滤波，得到与电网电压同频同相的正弦波，从而实现太阳能并网发电。 

本实用新型的有益效果是于：基于独立太阳能电池组件实现最大功率点跟踪，解决了传统太阳能电池组件串并联中因单个组件功率下降造成的整体输出功率的下降；采用双变压器串联推挽的升压结构，减少单个变压器匝数比，较好解决了初次级耦合问题，减少了损耗，有效提高了效率，使得微型光伏逆变器转换效率提高。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明 

图1为微型光伏逆变器组成图。 

图2为微型光伏逆变器技术方案原理图。 

附图1：太阳能电池接口(1)、直流侧电压电流检测电路(2)、双变压器推挽电路(3)、PWM生成电路(4)、单片机(5)、全桥逆变电路(6)、滤波及交流侧电流电压检测电路(7)、驱动电路(8)、数字信号处理器(9)。 

附图2：太阳能电池组件输出电流电压检测电路(14)包含双光耦检测电路(12)、分压电阻(10、11)、电流检测单元(13)，双变压器串联推挽升压电路(27)包含MOSFET开关管(15、16、17、18)、变压器(19、20)、输出整流器(21、22、23、24)、串联谐振电路(25、26)，全桥式逆变电路(32)包含MOSFET(28、29、30、31)，输出滤波及其交流侧电流电压检测电路(37)包含滤波电感(33)、滤波电容(34)、并网端电压检测电路(36)、电流互感器检测单元(35)，单片机(5)，PWM生成电路(4)，驱动电路(8)，数字信号处理器(9)。 

具体实施方式

在附图2中，太阳能电池正负极分别通过接线端子连接到太阳能输出电流电压检测电路(14)，功率电路部分连接到双变压器串联推挽升压电路(27)，太阳能输出电流电压经过双光耦检测电路(12)及电流采用电路(10、11、13)连接到单片机(5)，单片机(5)通过控制PWM生成电路(4)生成PWM控制MOSFET开关管(15、16、17、18)的栅极实现升压。逆变滤波后输出电流通过电流互感器(35)检测，输出电压通过并网端电压检测电路(36)连接到数字信号处理器(9)，数字信号处理器(9)输出正弦波脉宽调制波形SPWM通过驱动电路(8)控制全桥 式逆变电路(32)中MOSFET(28、29、30、31)的栅极实现交流输出，通过滤波电路中电感(33)、电容(34)输出工频交流实现并网发电。