[实用新型]一种适用于光伏发电的软开关逆变器

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种适用于光伏发电的软开关逆变器，属于分布式发电与智能电网领域。

背景技术

太阳能的利用是缓解全球能源紧缺与环境污染问题的重要途径，光伏发电就是近年来研究的热点之一。对直流电压较高的负载供电，蓄电池电压一般较低，满足不了其供电需求。采用目前成熟的电力电子变流技术可将太阳能转换成电能，进而实现电压变换与功率控制。

软开关技术在直流变换器领域的成功应用，使得人们对软开关技术在逆变器方面的应用表现出了浓厚的兴趣。在涉及传统硬开关逆变器所带来的诸多问题时都把解决办法投向了软开关，如低的开关频率、高开关损耗，开关瞬时严重的电流电压尖峰，对环境的电磁干扰和音频噪声。为了得到高效、高性能、高功率密度的逆变器，并联谐振直流环节软开关逆变器以其结构简单、控制方便而受到研究者的关注，是目前软开关逆变器拓扑研究发展的主流。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供了一种适用于光伏发电的软开关逆变器，其辅助谐振电路含有耦合谐振电感，结构相对简单，有利于降低硬件成本。通过辅助谐振电路的谐振使光伏阵列输出电压下降到零时，逆变桥的主开关器件可以完成零电压开关，同时辅助开关器件也可以在辅助谐振电路的工作过程中完成软开关，而且光伏阵列输出零电压持续时间可以自由选择，与负载电流和谐振参数无关。

本实用新型的技术方案为：一种适用于光伏发电的软开关逆变器，包括Boost升压电路、直流侧储能电容C₁、辅助谐振电路、PWM逆变桥；光伏阵列、Boost升压电路、直流侧储能电容C₁、辅助谐振电路、PWM逆变桥、三相阻感性负载顺次连接，光伏阵列输出的直流电能变换成为交流电能，为三相阻感性负载供电；Boost升压电路包括光伏侧储能电容C₀、Boost升压电感L₀、Boost升压电路开关器件S₀、Boost升压电路二极管VD₀；辅助谐振电路包括耦合谐振电感L_r1、L_r2，辅助开关器件S_a1、S_a2，及S_a1的反并联二极管VD_a1和辅助二极管VD_a2；光伏阵列与光伏侧储能电容C₀并联连接，光伏阵列输出正极与Boost升压电感L₀相连，Boost升压电感L₀另一端与Boost升压电路开关器件S₀的集电极、Boost升压电路二极管VD₀的阳极相连，Boost升压电路二极管VD₀的阴极与直流侧储能电容C₁的一端、二极管VD_a1的阴极、开关器件S_a1的集电极相连，直流侧储能电容C₁的另一端与Boost升压电路开关器件S₀的发射极、开关器件S_a2的发射极、二极管VD_a2的阳极、光伏阵列输出负极相连；开关器件S_a1的发射极与二极管VD_a1的阳极、耦合谐振电感L_r1、L_r2的各自一个异名端相连，耦合谐振电感L_r1的另一端与开关器件S_a2的集电极相连，耦合谐振电感L_r2的另一端与二极管VD_a2的阴极相连；PWM逆变桥采用三相全桥逆变器，包括六个开关器件S₁~S₆以及它们各自的反并联二极管和并联缓冲电容；开关器件S₁、S₃、S₅的集电极相连，作为PWM逆变桥的输入正端，并与辅助谐振电路中开关器件S_a1的发射极相连；开关器件S₂、S₄、S₆的发射极相连，作为PWM逆变桥的输入负端，并与光伏阵列输出负极相连；S₁的发射极与S₂的集电极相连，S₃的发射极与S₄的集电极相连，S₅的发射极与S₆的集电极相连，由S₂、S₄、S₆的集电极分别引出PWM逆变桥的a、b、c三个输出端；PWM逆变桥的a、b、c三个输出端分别和三相阻感性负载的a相、b相、c相连接。