[发明专利]一种基于辅助电源的双Buck逆变器改进调制方法

说明书

本发明公开了一种基于辅助电源的双Buck逆变器改进调制方法，S1、设计方案，采用两组Buck电路采用分时控制的方式；S2、添加辅助电源及其辅助开关，Ssubgt;5/subgt;、Ssubgt;6/subgt;为正负半周期交替导通的辅助开关，Usubgt;b/subgt;为辅助电源；S3、正弦输出计算，S4、工作模态分析；分为工频正半周期内和工频负半周期内；本发明提出的改进调制方法可有效降低开关管导通损耗，及开关管的电压应力、电流应力均明显降低；电感电流基波、纹波和电感电压均有改善，并且降低了磁性元件的铜耗和铁耗；电解电容采用成本更低的电解电容，可有效降低电路成本与体积；调制方式通过一组Buck变换器与辅助电源进行差动输出，提高精准度和降低误差。

技术领域

本发明属于光伏逆变器技术领域，更具体地说，尤其涉及一种基于辅助电源的双Buck逆变器改进调制方法。

背景技术

随着化石能源的枯竭和环境污染的加重，分布式发电作为未来能源的重要形式，越发受到国内外学者的重视。体积小、成本低的非隔离型光伏逆变器成为研究热点。H桥逆变器因其结构简单、控制灵活、电压利用率高等特点，得到广泛应用。但其存在桥臂功率管直通问题，需要设置死区时间，影响输出的电压波形质量，且增加后期滤波器设计难度。自从SlobodanCuk和R.W.Erickson提出新型Cuk组合式逆变器。近年来DC/DC组合式逆变器因其高精度和优良的瞬态响应受到了研究人员的热捧。R.D.Middlebrook总结该逆变器由双向流动的DC/DC变换器组成，负载跨接在两组直流变换器的输出端，且具有直流变换器较高稳态精度、动态响应迅速、纹波电流低等优点。吴婷，肖岚，姚志垒等在《双降压式全桥逆变器》一文中提出了无桥臂直通、输入直流电压利用率高的双降压式逆变器，但存在四个滤波电感，且器件利用率较低，磁件体积偏大，功率密度低等缺陷。朱成花和严仰光等在《一种新颖的串/并联输出双BUCK逆变器》一文中提出了串/并联输出的双降压逆变器，可提供多种规格的输出电压，但需要四只MOS管、四只续流二极管和四只滤波电感，器件利用率和功率密度低等问题依然存在。韩思亮等在《基于直流变换器的逆变器拓扑和滑模控制技术研究》一文中研究了基于直流变换的逆变器拓扑，由两组对称的Buck变换器组成，相比于文献《双降压式全桥逆变器》和《一种新颖的串/并联输出双BUCK逆变器》，具有器件少、体积小等特点，但并未对系统损耗及效率进行分析。徐飞，汤雨，何耀华等在《双Boost逆变器半周期调制策略研究》一文中研究了双Boost逆变器在全周期和半周期运行状态，发现半周期运行时系统损耗更低、效率更高。

文献《基于直流变换器的逆变器拓扑和滑模控制技术研究》提出的基于双Buck变换器的逆变器。采用了两组对称的Buck电路，负载跨接在两组双向Buck变换器的输出端，分别跟踪和放大两个具有相同直流偏置，相位互差180°的正弦参考电压，差动输出得到交流波形。采用该调制方式，两个Buck电路的功率开关在整个周期内始终处于高频状态，且器件损耗和电压、电流应力较大，效率难以提升。

针对现有的Buck电路逆变器技术中存在整个周期内始终处于高频状态，且器件损耗和电压、电流应力较大，效率难以提升的缺陷，我们提出一种基于辅助电源的双Buck逆变器改进调制方法及装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于辅助电源的双Buck逆变器改进调制方法及装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于辅助电源的双Buck逆变器改进调制方法，包括如下步骤：

S1、设计方案，采用两组Buck电路采用分时控制的方式，使得在任意半个周期内只有一组Buck处于高频工作状态，另一组Buck不工作。处于高频工作的Buck变换器输出带有直流偏置的半波，与直流辅助电源提供直流电压差动输出得到正弦半波，即直流偏置电压应等于辅助电源电压；