[实用新型]Buck-Boost型拓扑结构的光伏逆变电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于ARM的数字控制光伏逆变电源装置，属于电源技术领域。

背景技术

在光伏发电系统中，由于太阳能电池板的直接输出电压一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为了能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电转换成交流电，因此需要使用DC-AC逆变器。为了输出与电网电压同频、同相的正弦交流电，光伏发电系统对逆变器有以下基本要求：

1.具有较高的效率。

2.具有较高的可靠性。

3.直流输入电压有较宽的适应范围。

由此可见，为满足以上性能指标，设计一套合理的逆变拓扑结构和控制策略至关重要。

目前在光伏逆变系统中应用最广泛的拓扑结构是单相全桥和单相半桥逆变电路。其中，单相全桥逆变电路的控制技术比较成熟，直流端电压无需太高，对器件的各项要求都比较低，现阶段的大部分逆变器都应用了这种拓扑结构，但由于用到的开管较多，其驱动电路比较复杂，整体效率也不会太高。而单相半桥逆变电路虽然结构相对简单，使用的功率器件也较少，能在一定程度上提高逆变效率，但是其输出交流电压的幅值仅为直流侧电压的1/2，因此需要提高直流输入电压，同时逆变电路器件的耐压能力也要相应提高，从而导致逆变效率降低。

基于以上考虑，本实用新型提出一种基于ARM控制的和Buck-Boost电路等效的新型全桥逆变电路。

发明内容

为了满足光伏发电系统对逆变器的要求，本实用新型技术设计出一种基于ARM7的Buck-Boost型拓扑结构的光伏逆变电源。

本实用新型采用的技术方案如下：

Buck-Boost型拓扑结构的光伏逆变电源，包括光伏阵列、保护用二极管D1、输入侧和输出侧的滤波电容、全桥电路和储能电感，其中，全桥电路包括功率管T1、功率管T2、功率管T3、功率管T4、功率管T5、二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5；二极管D1的阳极连接在光伏阵列的正极上，阴极与功率管T1和功率管T2的漏极相连接，功率管T1和功率管T2的源极分别与功率管T3和功率管T4的漏极相连接，功率管T3和功率管T4的源极连接在光伏阵列的负极上；功率管T1的源极与功率管T2的源极之间接上储能电感，二极管D2的阳极和二极管D4的阴极与功率管T2的源极相连接，二极管D2、二极管D3的阴极连接功率管T5的漏极，二极管D4、二极管D5的阳极连接功率管T5的源极，二极管D3的阳极和二极管D5的阴极连接输出侧滤波电容C的一端，电容C的另一端连接功率管T3的漏极，负载电阻并联在电容C两端。

本实用新型的装置采用新型Buck-Boos逆变拓扑实现DC/AC变换，可增加输出交流电压的调节幅度，降低对光伏器件输出电压的要求。

附图说明

图1新型Buck-Boost DC/AC全桥逆变电路拓扑图；

图2正半周DC/AC逆变等效电路；(a)为正半周第一阶段的等效电路的回路1，(b)为正半周第一阶段的等效电路的回路2，(c)为正半周第二阶段的等效电路图；

图3负半周DC/AC逆变等效电路；(a)为负半周第一阶段的等效电路的回路1，(b)为负半周第一阶段的等效电路的回路2，(c)为负半周第二阶段的等效电路图；

图4实用新型的系统结构图；

图5实用新型的光耦隔离和全桥驱动电路图；

图6程序设计流程图；(a)为主程序流程图，(b)为定时器1中断服务程序流程图，(c)为A/D中断响应子程序流程图，(d)为定时器2中断服务程序流程图；

图7驱动信号波形；(a)为开关管T1、T4的驱动信号,(b)为开关管T2、T3驱动信号和开关管T1、T4驱动信号的时序关系，(c)为开关管T5的驱动信号，(d)为开关管T5驱动信号与开关管T1、T4驱动信号或者开关管T2、T3驱动信号的互补关系；

图8输出交流电压的波形。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的技术实施主要包括以下几个方面：