[发明专利]可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器的开关控制方法

说明书

本发明公开了一种可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器及其开关控制时序，其中，逆变器包括直流电容支路、桥臂开关组、续流开关组和辅助谐振网络。本发明通过加入由全控开关、谐振电容和谐振电感组成的谐振网络，并配合开关控制时序，在逆变器全功率因数运行范围内，电网电压与进网电流同向区域可实现桥臂开关管S₁～S₄的零电压开通和零电压关断、辅助开关管S_1a和S_2a的零电流开通；电网电压与进网电流反向区域可实现续流开关管S_f1～S_f4的零电压开通和零电压关断、辅助开关管S_1b和S_2b的零电流开通。本发明使非隔离并网逆变器在全功率因数运行范围内均可大幅降低开关损耗，以维持高变换效率和电网无功支撑能力。

技术领域

本发明属于高效并网逆变器拓扑技术领域，涉及一种可全功率因数运行非隔离并网逆变器的软开关技术。

背景技术

非隔离并网逆变器因不含变压器环节具有变换效率高，体积小，成本低等优势，目前在分布式光伏发电系统中占主导地位。软开关技术能够减小甚至消除开关损耗，同时柔化开关过程，可在不降低变换效率的情况下提高开关频率，从而大幅减小无源元件的体积和重量，推动逆变器向高效高功率密度方向发展。

随着光伏并网普及和接入比例的提高，一些国际标准如德国VDE-AR-N 4105标准，以及我国国家电网并网标准GB/T 33593-2017等都要求光伏并网逆变器具有一定的无功输出能力。但是，目前的非隔离逆变器软开关技术仅支持单位功率因数运行，如CN201811396501.0、ZL 2014 1 0687891.2、ZL 2014 1 0387704.9、ZL 2013 1 0135312.9等。因为在非单位功率因数下运行时功率开管的驱动时序发生变化，部分工作区域内原有的谐振模态将失效。

本发明构造新型谐振网络及其工作时序以适应并网功率因数的变化，使逆变器在保持软开关特性的同时具备无功输出能力，对提升其电网支撑能力具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了构造可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器的开关控制方法，以解决现有技术的上述不足。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器的开关控制方法，

一种可全功率因数运行零电压转换非隔离并网逆变器，包括直流电容支路、桥臂开关组、续流开关组和辅助谐振网络；

直流电容支路由第一直流电容C_dc1和第二直流电容C_dc2组成；

桥臂开关组由第一功率开关管S₁和第一功率二极管D₁的并联组合、第二功率开关管S₂和第二功率二极管D₂的并联组合、第三功率开关管S₃和第三功率二极管D₃的并联组合、第四功率开关管S₄和第四功率二极管D₄的并联组合构成；

续流开关组由第五功率开关管S_f1和第五功率二极管D_f1的并联组合、第六功率开关管S_f2和第六功率二极管D_f2的并联组合、第七功率开关管S_f3和第七功率二极管D_f3的并联组合、第八功率开关管S_f4和第八功率二极管D_f4的并联组合构成；