一种微型逆变器及控制方法与流程

本申请涉及电力电子，具体涉及一种微型逆变器及控制方法。

背景技术：

1、随着光伏发电的不断成熟，目前光伏发电越来越多地被应用于家庭，即户用光伏。随着户用光伏系统的发展，目前户用逆变器也越来越小，出现了微型逆变器。

2、目前，微型逆变器可以包括至少一个原边绕组，每个原边绕组用于连接对应的光伏板。其中，每个原边绕组连接对应的原边电路，原边电路将光伏板提供的直流电转换为交流电通过高频变压器传递到副边绕组。副边绕组连接副边桥臂电路，副边桥臂电路的输出端可以连接电网。

3、微型逆变器可以通过控制原边电路以及副边桥臂电路的内移相角和外移相角，实现微型逆变器的并网。其中，内移相角是指原边电路内部两个桥臂之间的移相角，外移相角是指原边电路与副边桥臂电路之间的移相角。

4、微型逆变器的副边桥臂电路中的双向开关桥臂的开关管(以下简称副边开关管)的寄生体二极管反向恢复特性较差，在副边开关管未实现零电压开通(zvs，zero voltageswitch)时，会产生较大的反向恢复电流，造成较大的电压应力及损耗。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种微型逆变器及控制方法，能够实现副边开关管的零电压开通。

2、本申请实施例提供一种微型逆变器，包括：控制器、副边桥臂电路、变压器和n个原边电路；变压器包括n个原边绕组和n个副边绕组；n为大于等于2的整数；

3、原边h桥电路的输出端连接对应的原边绕组；副边桥臂电路连接副边绕组；副边桥臂电路的输出端通过开关连接负载或电网；副边桥臂电路包括副边电容；

4、控制器，用于获得变压器的原边电压与副边电压的电压增益；控制原边电路的内移相角小于等于原边电压高电平宽度一半的最大值，根据电压增益和软开关阈值选择内移相角和外移相角。

5、优选地，软开关阈值为预设值；

6、或，

7、控制器，具体根据副边电压、原边电压、变压器变比和开关频率获得折算到变压器副边的漏感；根据漏感、开关频率、变压器变比、原边电压和预设电流值获得软开关阈值。

8、优选地，控制器，具体用于根据传输的功率、软开关阈值和电压增益选择内移相角和外移相角。

9、优选地，控制器，具体用于电压增益的预设比例与软开关阈值的差小于等于预设界限值时，获得原边电压高电平宽度一半的最大值与内移相角的第一差值，控制外移相角的绝对值与第一差值中的较大值大于原边电压高电平宽度一半的最大值与预设界限值的差。

10、优选地，控制器，具体用于电压增益的预设比例与软开关阈值的差小于等于原原边电压高电平宽度一半的最大值大于预设界限值时，获得原边电压高电平宽度一半的最大值与软开关阈值的第一和值，以及获得第一和值与电压增益的预设比例的第二差值，使外移相角的绝对值与第一差值中的较大值大于第二差值。

11、优选地，原边电压高电平宽度一半的最大值为0.25。

12、优选地，原边电路为原边h桥电路，副边桥臂电路包括双向开关桥臂和电容桥臂；

13、双向开关桥臂的上桥臂包括双向开关，双向开关桥臂的下桥臂包括双向开关；

14、电容桥臂的上桥臂包括串联的两个相等的电容。

15、本申请实施例还提供一种微型逆变器的控制方法，包括：控制器、副边桥臂电路、变压器和n个原边电路；变压器包括n个原边绕组和n个副边绕组；n为大于等于2的整数；

16、获得变压器的原边电压与副边电压的电压增益；

17、控制原边电路的内移相角小于等于原边电压高电平宽度一半的最大值，根据电压增益和软开关阈值选择内移相角和外移相角。

18、优选地，软开关阈值为预设值；

19、或，

20、根据副边电压、原边电压、变压器变比和开关频率获得折算到变压器副边的漏感；根据漏感、开关频率、变压器变比和原边电压和预设电流值获得软开关阈值。

21、优选地，根据电压增益和软开关阈值选择内移相角和外移相角，具体包括：

22、根据传输的功率、软开关阈值和电压增益选择内移相角和外移相角。

23、优选地，根据电压增益和软开关阈值选择内移相角和外移相角，具体包括：

24、电压增益的预设比例与软开关阈值的差小于等于预设界限值时，获得原边电压高电平宽度一半的最大值与内移相角的第一差值，控制外移相角的绝对值与第一差值中的较大值大于原边电压高电平宽度一半的最大值与预设界限值的差。

25、优选地，根据电压增益和软开关阈值选择内移相角和外移相角，具体包括：

26、电压增益的预设比例与软开关阈值的差小于等于原原边电压高电平宽度一半的最大值大于预设界限值时，获得原边电压高电平宽度一半的最大值与软开关阈值的第一和值，以及获得第一和值与电压增益的预设比例的第二差值，使外移相角的绝对值与第一差值中的较大值大于第二差值。

27、优选地，原边电压高电平宽度一半的最大值为0.25。

28、由此可见，本申请具有如下有益效果：

29、本申请实施例提供的微型逆变器，如果实现副边桥臂电路的zvs，内移相角需要设置一个范围，而且需要在设置的范围内根据微型逆变器的电压增益和软开关阈值来选择合适的内移相角和外移相角，进而控制原边电路和副边电路的开关管，使微型逆变器在正常工作的前提下，实现副边桥臂电路的zvs，从而降低副边开关管的电压应力，降低开关管的损耗，提高微型逆变器的电能转换效率。

技术特征：

1.一种微型逆变器，其特征在于，包括：控制器、副边桥臂电路、变压器和n个原边电路；所述变压器包括n个原边绕组和n个副边绕组；所述n为大于等于2的整数；

2.根据权利要求1所述的微型逆变器，其特征在于，所述软开关阈值为预设值；

3.根据权利要求2所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于根据传输的功率、所述软开关阈值和所述电压增益选择所述内移相角和所述外移相角。

4.根据权利要求3所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于所述电压增益的预设比例与所述软开关阈值的差小于等于预设界限值时，获得原边电压高电平宽度一半的最大值与所述内移相角的第一差值，控制所述外移相角的绝对值与所述第一差值中的较大值大于所述原边电压高电平宽度一半的最大值与所述预设界限值的差。

5.根据权利要求4所述的微型逆变器，其特征在于，所述控制器，具体用于所述电压增益的预设比例与所述软开关阈值的差小于等于所述原原边电压高电平宽度一半的最大值大于所述预设界限值时，获得所述原边电压高电平宽度一半的最大值与所述软开关阈值的第一和值，以及获得所述第一和值与所述电压增益的预设比例的第二差值，使所述外移相角的绝对值与所述第一差值中的较大值大于所述第二差值。

6.根据权利要求4或5所述的微型逆变器，其特征在于，所述原边电压高电平宽度一半的最大值为0.25。

7.根据权利要求1-6任一项所述的微型逆变器，其特征在于，所述原边电路为原边h桥电路，所述副边桥臂电路包括双向开关桥臂和电容桥臂；

8.一种微型逆变器的控制方法，其特征在于，包括：控制器、副边桥臂电路、变压器和n个原边电路；所述变压器包括n个原边绕组和n个副边绕组；所述n为大于等于2的整数；

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述软开关阈值为预设值；

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电压增益和软开关阈值选择所述内移相角和所述外移相角，具体包括：

11.根据权利要求9或10所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电压增益和软开关阈值选择所述内移相角和所述外移相角，具体包括：

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电压增益和软开关阈值选择所述内移相角和所述外移相角，具体包括：

13.根据权利要求11或12所述的控制方法，其特征在于，所述原边电压高电平宽度一半的最大值为0.25。

技术总结
本申请公开了一种微型逆变器及控制方法，微型逆变器包括：控制器、副边桥臂电路、变压器和N个原边电路；变压器包括N个原边绕组和N个副边绕组；N为大于等于2的整数；原边H桥电路的输出端连接对应的原边绕组；副边桥臂电路连接副边绕组；副边桥臂电路的输出端通过开关连接负载或电网；副边桥臂电路包括副边电容；控制器，用于获得变压器的原边电压与副边电压的电压增益；控制原边电路的内移相角小于等于原边电压高电平宽度一半的最大值，根据电压增益和软开关阈值选择内移相角和外移相角。本申请提供的技术方案能够实现副边开关管的零电压开通。

技术研发人员：汪子晨,陈巧地,骆然,王昊
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17