[发明专利]基于耦合电感的自均衡光伏变换器及其控制方法

权利要求书

1.基于耦合电感的自均衡光伏变换器，其特征在于，包括N个子模块变换器和一个并网电抗器L_g，N个子模块变换器串接后和并网电抗器L_g串接，其中：N为大于等于2的自然数；

对于第N个子模块变换器：包含光伏阵列#n、滤波电容C_pv，n、第一电感L_n、开关管Q_1，n～Q_4，n、变压器T_n、第二电感L_r，n、电容C_1，n～C_4，n、耦合电感绕组N_SB，n；(n＝1，2，3，……，N)

其中：开关管Q_1，n的源极分别和开关管Q_2，n的漏极、第一电感L_n的一端、变压器T_n原边a端相连，开关管Q_1，n的漏极与电容C_1，n正极相连；

开关管Q_2，n的源极分别和所述电容C_2，n的负极、滤波电容C_pv，n的负极相连；

光伏阵列n的一端分别和所述滤波电容C_pv，n的正极、第二电感L_，n的另一端相连，光伏阵列n的另一端与滤波电容C_pv，n的负极相连；

电容C_1，n的正极和开关管Q_1，n的漏极相连、电容C_1，n的负极分别与变压器T_n原边b端、电容C_2，n的正极相连；

电容C_2，n的正极与变压器T_n另一端相连，电容C_2，n的负极分别与开关管Q_2，n的源极、滤波电容C_pv，n的负极、光伏阵列n的另一端相连；

开关管Q_3，n的漏极分别和滤波电容C_3，n的正极相连，开关管Q_3，n的源极分别与变压器T_n副边b端、耦合电感绕组N_SB,n负端、开关管Q_4，n的漏极相连；

开关管Q_4，n的漏极分别和所述变压器T_n副边b端、耦合电感绕组N_SB,n负端相连，开关管Q_4，n的源极与电容C_4，n的负极相连；

所述电容C_3，n的正极和所述开关管Q_3，n的漏极相连，电容C_3，n的负极分别与电感L_r，n一端、耦合电感绕组N_SB,n正端、电容C_4，n的正极相连；

所述电容C_4，n的正极与所述电感L_r，n一端、耦合电感绕组N_SB,n正端相连，电容C_4，n的负极与开关管Q_4，n的源极相连。

2.如权利要求1所述的基于耦合电感的自均衡光伏变换器，其特征在于，所述耦合电感绕组N_SB,1～N_SB,N共用同一个磁芯。

3.基于耦合电感的自均衡光伏变换器的控制方法，其特征在于，对每个子模块变换器实行独立的最大功率点跟踪MPPT控制，具体包括以下步骤：

1)采用占空比为50％的高频脉冲信号1作为变换模块开关管Q_4,1～Q_4,n的栅极触发信号；

2)将高频脉冲信号1输入到反相器，得到高频脉冲信号2；

3)将高频脉冲信号2作为开关管Q_4,1～Q_4,n的栅极触发信号；

4)采集子模块变换器的输入侧电流i_in,n、输入侧电压v_in,n并将其输入到MPPT控制器，MPPT控制器输出子模块变换器的移相角d_r,n；

5)将高频脉冲信号1与移相角d_r,n输入到移相器，得到高频脉冲信号3；

6)将高频脉冲信号3作为变开关管Q_1,n的栅极触发信号；

7)将高频脉冲信号3输入到反相器，得到高频脉冲信号4；

8)将高频脉冲信号4作为开关管Q_2,n的栅极触发信号。