[发明专利]一种高频链逆变器及其数字控制装置

摘要

本发明公开一种高频链逆变器及其数字控制装置，高频链逆变器包括第一升压变换器、第二升压变换器、能量缓冲电感、高频变压器、半控整流器、整流滤波电容、工频逆变器以及并网滤波电感。数字控制装置包括第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器、第二电流传感器以及DSP数字控制器。最大功率点跟踪模块保证光伏电池输出最大功率；由第一和第二升压变换器可实现光伏输出电压的提升；又可通过移相控制组合成高频逆变器，降低器件数量，节省成本；根据光伏电池电压和电网电压控制半控整流器的输出电压，使之与前级高频逆变器相配合，分阶段形成高频交流升压、升降压与降压原理的工作状态，保证在一个工频周期中变换器优化工作，实现高效变换。

主权项

一种基于高频交流升、降压原理的高频链逆变器，其特征在于：包括第一升压变换器、第二升压变换器、能量缓冲电感、高频变压器、半控整流器、整流滤波电容、工频逆变器以及并网滤波电感；其中第一升压变换器以光伏电池作为输入电源，并包含防反二极管VD、带反并二极管的第一开关管、第二开关管、第一升压电感L1、光伏电池滤波电容C_PV、升压输出滤波电容C_DC；第一开关管的源极和第二开关管的漏极连接，第一开关管的漏极和升压输出滤波电容C_DC的正端连接，第二开关管的源极和升压输出滤波电容C_DC的负端连接，第一升压电感L1的一端连接在第一开关管的源极与第二开关管的漏极之间，第一升压电感L1的另一端和防反二极管VD的阴极连接，防反二极管VD的阳极与光伏电池的正端以及光伏电池滤波电容C_PV的正端连接，光伏电池的负端连接在第二开关管的源极与升压输出滤波电容C_DC的负端之间，并且与光伏电池滤波电容C_PV的负端连接；所述第二升压变换器与第一升压变换器共用光伏电池，防反二极管VD、光伏电池滤波电容C_PV和升压输出滤波电容C_DC，第二升压变换器并包含带反并二极管的第三开关管、第四开关管、第二升压电感L2；第三开关管的源极和第四开关管的漏极连接，第三开关管的漏极连接在第一开关管的漏极与升压输出滤波电容C_DC的正端之间，第四开关管的源极与第二开关管的源极、光伏电池的负端、升压输出滤波电容C_DC的负端、光伏电池滤波电容C_PV的负端连接；第二升压电感L2的一端连接在第一升压电感L1的另一端与防反二极管VD的阴极之间，第二升压电感L2的另一端连接在第三开关管的源极与第四开关管的漏极之间；所述能量缓冲电感的一端连接在第一开关管的源极与第二开关管的漏极之间；所述高频变压器包括原边绕组W1和副边绕组W2，其中原边绕组W1的同名端和能量缓冲电感的另一端连接，原边绕组W1的异名端连接在第二升压电感L2的另一端与第四开关管的漏极之间，并且与第三开关管的源极连接；所述半控整流器包括带反并二极管的第五开关管、第六开关管、第一二极管和第二二极管，其中第一二极管的阳极和第五开关管的漏极连接，第二二极管的阳极和第六开关管的漏极连接，第一二极管的阴极和第二二极管的阴极连接，第五开关管的源极和第六开关管的源极连接，高频变压器副边绕组W2的同名端连接在第一二极管的阳极与第五开关管的漏极之间，副边绕组W2的异名端连接在第二二极管的阳极与第六开关管的漏极之间；所述工频逆变器包括带反并二极管的第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管，其中第七开关管的源极和第八开关管的漏极连接，第九开关管的源极和第十开关管的漏极连接，第七开关管的漏极和第九开关管的漏极连接；所述整流滤波电容C_re的正端连接在第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第七开关管的漏极以及第九开关管的漏极之间，整流滤波电容C_re的负端连接在第五开关管的源极、第六开关管的源极、第八开关管的源极以及第十开关管的源极之间。所述并网滤波电感L_g的一端连接在第七开关管的源极与第八开关管的漏极之间，并网滤波电感L_g的另一端连接和电网火线连接，电网的零线连接在第九开关管的源极与第十开关管的漏极之间。