一种高效率光伏并网逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种高效率光伏并网逆变器。
【背景技术】
[0002] 随着石油、煤炭等资源的消耗，能源短缺的现象越来越严重，同时由其造成的污染 越来越严重，对人民的生活、健康产生了较大的影响，因此发展新能源、清洁能源已是大势 所趋。近年来，太阳能发电得到了大量的应用，并取得了一定的效益。光伏并网逆变器的光 伏逆变系统的核心部件，传统方法采用工频隔离变压器T，从而致使逆变器体积大、笨重、成 本高、效率低。
[0003] 同时现存的光伏并网逆变器大多采用模拟元件、模拟控制方式，优点是响应快，但 在许多方面存在不足。比如开关损耗过大致使变换器效率低等问题，同时，传统的模拟移相 全桥ZVS变换器需要大量的分立元件，由此带来较高的成本，而且模拟器件之间连接复杂， 给故障检测与维修带来较大困难，而且模拟控制易受环境（如噪声，环境温度、湿度、震动 等）影响，稳定性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述现有技术中现存光伏并网逆变器负载范围窄、成本 高、效率低等缺陷，提出了一种高效率光伏并网逆变器。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0006] -种高效率光伏并网逆变器，包括直流电压输入端、DSP控制器、第一 MOS管、第 二MOS管、变压器以及作为输出端的负载，变压器包括一个原边绕组和两个副边绕组；第一 MOS管和第二MOS管通过LLC谐振电路与变压器的原边绕组相连，变压器的两个副边绕组通 过整流滤波电路与负载相连；DSP控制器的两路PWM输出通过驱动电路分别与第一 MOS管 和第二MOS管的栅极连接，同时DSP控制器完成输入电压、输出电压以及输出电流的采集。
[0007] 所述第一 MOS管的漏极接电压输入正端，第一 MOS管的源极和第二MOS管的漏极 连接，第二MOS管源极接地；电压输入端的正负极上第一电容和第二电容串联后，并在电压 输入端的两端；LLC谐振电路分别接在第一电容与第二电容的连接点以及第一 MOS管的源 极和第二MOS管的漏极的连接点上。
[0008] 所述第一 MOS管和第二MOS管上分别并联有第一体二极管和第二体二极管，且第 一体二极管和第二体二极管的阳极分别与第一 MOS管和第二MOS管的源极相连，第一体二 极管和第二体二极管的阴极分别与第一 MOS管和第二MOS管的漏极相连。
[0009] 所述LLC谐振电路包括串联的谐振电感和谐振电容，谐振电感连接在第一 MOS管 源极和第二MOS管漏极的连接点上，谐振电容连接在变压器原边绕组的同名端上，变压器 原边绕组的异名端连接在第一电容和第二电容的连接点上。
[0010] 所述整流滤波电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、滤波电感以及输出滤 波电容；变压器副边第一绕组同名端和第一整流二极管的阳极相连，第一绕组异名端和副 边第二绕组同名端接地，第二绕组异名端和第二整流二极管的阳极相连；滤波电感一端与 第一整流二极管和第二整流二极管阴极相连，另一端与输出滤波电容的一端相连后作为输 出端的正极；滤波电容的另一端接地，负载并联在滤波电容的两端。
[0011] 所述DSP控制器的第一路模/数端通过第一电压采样电路与电压输入正端连接， 第二路模/数端通过第二电压采样电路与输出正端连接，第三路模/数端通过电流采样电 路连接在变压器副边第一绕组异名端和地的连接点之间。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0013] 本发明采用LLC谐振电路进行隔离大大缩小逆变系统的体积，同时提高了效率和 功率密度。LLC谐振电路是在传统的串联谐振电路基础上，将变压器和励磁电感串联在LLC 谐振电路中，构成一个LLC谐振电路。相比传统的串联谐振电路，由于增加了一个谐振电 感，使得电路谐振频率降低，无需使用额外辅助网络就可以实现全负载范围内的开关管零 电压开关；其次，变压器副边整流二极管可以有条件的工作在零电压关断，减小了二极管反 向恢复所产生的损耗。本发明负载范围宽、效率高，负载范围可达到10 %-100 %，10 %负载 时效率达到70%，60%以上负载时达到90%以上；本发明成本低，采样数字控制减少了大 量的模拟器件，同时电路可靠性高，对电路中的电压过冲进行控制，保证电路可靠工作；当 电路发生过流、过压、欠压时，能够封锁开关管实现对电路的保护。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的电路图；
[0015] 图2为本发明升压模式电路工作的波形图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本发明的具体实施做详细的阐述。
[0017] 参见图1，本发明包括：DSP控制器、第一 MOS管Q1、第二MOS管Q2、变压器TT、驱 动电路、采样电路、电感、电容、负载，变压器T包括一个原边绕组和两个副边绕组。
[0018] 第一 MOS管Ql漏极接输入正端，第一 MOS管Ql的源极和第二MOS管Q2的漏极连 接，第二MOS管Q2源极接地；DSP控制器的两路PWM输出通过驱动电路分别与第一 MOS管 Ql、第二MOS管Q2栅极连接，DSP控制器的第一路模/数端通过第一电压采样电路与输入正 端连接，第二路模/数端通过第二电压采样电路与输出正端连接，第三路模/数端通过电流 采样电路连接在变压器T副边第一绕组异名端和地的连接点之间。变压器T的原边绕组的 同名端通过漏感与第一 MOS管Ql的源极连接，异名端与第一电容Cl和第二电容C2的连接 点连接；变压器T副边第一绕组同名端和第一整流二极管D3的阳极连接，异名端和变压器 T副边第二绕组同名端与副边地连接；变压器T副边第二绕组异名端和第二整流二极管D4 阳极连接。滤波电感Lf 一端和第一整流二极管D3阴极、第二整流二极管D4的阴极相连， 另一端与低压端连接，输出滤波电容Cf 一端与输出正极连接，另一端与地连接，负载R接在 正负输出之间。本发明开关管的开关频率等于谐振频率，谐振电流是纯粹的正弦波，副边整 流电路的输出电流临界连续，均方根值最小，开关管导通损耗最小，电路效率最高。
[0019] 本发明的原理及工作过程：
[0020] 本发明充分利用了元件自身寄生参数，减小了电压、电流应力，可在非常宽的负载 范围内实现软开关，增大了转换效率，通过变压器T实现了低压端和高压端的隔离，通过采 样电路和驱动电路实现了直流隔离，特别适用于对变换器效率要求较高的场合。
[0021] 如图1所示，对本发明的工作原理进行详细说明，两个开关管180°互补导通且中 间存在死区，以防止