[发明专利]基于准Z源逆变器的单相光伏离网逆变器及其软开关控制方法

摘要

本发明公开了基于准Z源逆变器的单相离网光伏逆变器及其软开关控制方法，前级准Z源逆变器产生带有零电压凹槽的直流母线电压，为后级单相全桥逆变电路提供具有零电压凹槽的方波电压Vdc，与由规则采样法生成较低开关频率的SPWM信号进行同步，去控制单相全桥逆变电路功率开关的开通与关断，也就是使得作用在单相全桥逆变电路功率开关上的每个开关周期的SPWM信号的上升沿和下降沿都落在具有零电压凹槽的方波电压Vdc的零电压凹槽区间，实现后级单相全桥逆变电路的零电压开通与关断，从而减小了开关损耗，提高了系统效率。

主权项

基于准Z源逆变器的单相光伏离网逆变器的软开关控制方法，其特征在于，所述基于准Z源逆变器的单相光伏离网逆变器由依次相连的准Z源逆变器、高频变压器T、单相全桥二极管整流电路和带有LC滤波器的单相全桥逆变电路组成；所述准Z源逆变器包括直流输入电压Vin，其正极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容C2的负极和二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与电容C2的正极连接；二极管D1的阴极还与电容C1的正极连接，电容C1的负极与直流输入电压Vin的负极连接；电感L2的另一端还分别连接有功率开关T1和T3的集电极，功率开关T1的发射极连接功率开关T2的集电极，功率开关T3的发射极连接功率开关T4的集电极，功率开关T2和T4的集电极与直流电源Vin的负极连接；其中，L1、L2及C1、C2与二极管D1共同组成准Z源逆变器的阻抗网络，功率开关T1和功率开关T2组成准Z源逆变器的第1桥臂，功率开关T3和功率开关T4组成准Z源逆变器的第2桥臂，所述准Z源逆变器第1桥臂的输出端连接高频变压器T原边的a端，第2桥臂的输出端连接高频变压器T原边的b端；所述单相全桥二极管整流电路由超快恢复二极管D2、D3、D4、D5组成，单相全桥逆变电路由功率开关T5、T6、T7、T8、电感L和电容C组成；超快恢复二极管D2和D3串联后分别与D4和D5的串联电路、功率开关T5和T6的串联电路、功率开关T7和T8的串联电路并联连接；其中，超快恢复二极管D2的阴极分别与超快恢复二极管D4的阴极、功率开关T5和功率开关T7的集电极连接，超快恢复二极管D3的阳极分别与超快恢复二极管D5的阳极、功率开关T6和功率开关T8的发射电极连接；其中，超快恢复二极管D4、D5组成二极管整流电路的第1桥臂，超快恢复二极管D2、D3组成二极管整流电路的第2桥臂；功率开关T5、T6组成单相全桥逆变电路的第1桥臂，功率开关T7、T8组成单相全桥逆变电路的第2桥臂；单相全桥逆变电路第1桥臂的输出端连接滤波电感L的一端，滤波电感L的另一端分别连接滤波电容C和负载的一端，滤波电容C和负载的另一端连接单相全桥逆变电路第2桥臂的输出端；滤波电容C与负载并联；高频变压器T副边的输出c端连接单相全桥二极管整流电路中第1桥臂，高频变压器T副边的输出d端连接单相全桥二极管整流电路中第2桥臂；具体按照以下步骤实施：控制直通占空比d0为定值使直流输入电压Vin经过阻抗网络后输出的直流母线电压VPN的幅值为定值；控制非直通占空比d1为定值，使单相全桥逆变电路的输入电压Vdc的幅值为定值；采用直通占空比d0和非直通占空比d1的值获取准Z源逆变器的四个功率开关T1、T2、T3、T4的PWM脉冲信号；获取单相全桥逆变电路的功率开关T5、T6、T7、T8的SPWM脉冲信号，使作用在功率开关T5、T6、T7、T8每个开关周期的SPWM信号的上升沿和下降沿都落在单相全桥逆变电路的输入电压Vdc的零电压凹槽期间，实现单相全桥逆变电路的零电压开通与关断。