一种基于谐振电容的微型逆变器的制作方法

本发明涉及逆变器控制，具体涉及一种基于谐振电容的微型逆变器。

背景技术：

1、随着国家碳达峰、碳中和战略的不断推进以及新能源技术的发展，光伏发电技术已经走向成熟，光伏逆变器也逐渐走向小型化、高效化，微型逆变器随之产生。现有的微型逆变器包含至少一个原边绕组，每个原边绕组用来连接与其对应的光伏板。每个原边绕组连接对应的原边h桥电路，通过控制原边h桥电路以及副边桥臂电路的内/外移相角，从而实现微型逆变器的并网。其中，内移相角指原边h桥电路内部开关管的移相角，外移相角指原边h桥电路与副边桥臂电路的开关管之间的移相角。

2、虽然现有的微型逆变器包含多路输入，但只有一路输出，由于副边共用一套输出电路，仅依靠网侧并网电流无法实现各路的功率独立控制，导致功率独立控制受限，特别是在某些光伏板受到阴影、污垢或其他环境因素影响时，整个系统的性能受到影响，而无法通过优化每块光伏板的运行条件来提升整体效率。此外，当某个光伏板或对应的电路出现故障时，由于无法独立控制，会影响整个系统的正常运行，工作效率低；且共享的输出电路也可能成为单点故障源，一旦出现故障，整个系统将无法正常工作。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于谐振电容的微型逆变器，旨在解决现有技术微型逆变器的副边共用一套输出电路无法实现各路的功率独立控制使得微型逆变器的工作效率低以及共享的输出电路成为单点故障源时会影响整个系统的稳定可靠性的问题。

2、本发明是这样实现的，第一方面，提供一种基于谐振电容的微型逆变器，包括：多组并联的原边电路及多组并联的副边电路，每组所述原边电路与所述副边电路对应连接形成交流转直流的控制回路，其中：

3、每组所述原边电路包括原边桥臂电路、原边绕组以及谐振电容，所述谐振电容一端连接所述原边桥臂电路的接入点，所述谐振电容的另一端连接所述原边绕组的一端，所述原边绕组的另一端连接所述副边电路；

4、每组所述副边电路包括副边绕组及连接于所述副边绕组和电网之间的副边公共桥臂电路，多组所述原边电路的并联连接点设于对应连接的所述副边绕组与所述副边公共桥臂电路之间。

5、进一步地，每组所述原边电路还包括母线电容，所述母线电容与直流电源及所述原边桥臂电路并联。

6、进一步地，每组所述原边电路还包括第一解耦电感，每组中的所述第一解耦电感与所述原边绕组串联。

7、进一步地，所述原边桥臂电路包括h桥电路，所述h桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管，所述第一开关管与所述第二开关管串联，所述第三开关管与所述第四开关管串联，所述原边绕组的一端串联所述谐振电容后连接至所述第一开关管与所述第二开关管之间的接入点，所述原边绕组的另一端连接至所述第三开关管与所述第四开关管之间的接入点。

8、进一步地，每组所述副边电路还包括第二解耦电感，每一所述副边绕组对应串联所述第二解耦电感后并联至所述副边公共桥臂电路对应的接入点。

9、进一步地，所述副边公共桥臂电路包括副边桥臂电路、电容桥臂、副边输出控制电路以及滤波电容，每组中的所述副边绕组对应串联所述第二解耦电感后并联至所述副边桥臂电路及所述电容桥臂对应的接入点，所述副边桥臂电路、电容桥臂、以及滤波电容并联后和所述副边输出控制电路串联连接至电网。

10、进一步地，所述副边桥臂电路包括同向串联的第五开关管和第六开关管。

11、进一步地，所述电容桥臂包括串联的第一副边电容和第二副边电容，所述副边绕组的一端串联第二解耦电感后连接至所述第五开关管与所述第六开关管之间的接入点，所述副边绕组的另一端连接至所述第一副边电容与所述第二副边电容之间的接入点。

12、进一步地，所述副边输出控制电路包括并联的第一副边输出控制桥臂和第二副边输出控制桥臂。

13、进一步地，所述第一副边输出控制桥臂包括串联的第一二极管和第七开关管，所述第二副边输出控制桥臂包括串联的第二二极管和第八开关管，电网的一端连接所述第一二极管与所述第七开关管之间的接入点，电网的另一端连接所述第二二极管与所述第七开关管之间的接入点。

14、本发明所达到的有益效果：通过提供一种基于谐振电容的微型逆变器，将多组原边电路并联，并与每组副边电路对应连接形成交流转直流的控制回路，能够实现各路功率独立控制，同时在原边绕组加入了谐振电容，形成谐振腔，谐振腔的加入使副边电路的电压升高，在相同功率下降低了副边电路电流的有效值，使得逆变器电流应力下降，进而减小了变换器的通态损耗，提高了逆变器的工作效率；将多组原边电路的并联连接点设于副边绕组与副边公共桥臂电路之间，也即是将逆变器多输入并联连接点设置在副边公共桥臂电路的前级，相比于并联连接点设置在副边桥臂后级而言不需要为每组解耦电感单独设置副边桥臂电路，减少了元器件数量，有效降低了变换器成本。

技术特征：

1.一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，包括：多组并联的原边电路及多组并联的副边电路，每组所述原边电路与所述副边电路对应连接形成交流转直流的控制回路，其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，每组所述原边电路还包括母线电容，所述母线电容与直流电源及所述原边桥臂电路并联。

3.根据权利要求1所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，每组所述原边电路还包括第一解耦电感，每组中的所述第一解耦电感与所述原边绕组串联。

4.根据权利要求1所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，所述原边桥臂电路包括h桥电路，所述h桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管，所述第一开关管与所述第二开关管串联，所述第三开关管与所述第四开关管串联，所述原边绕组的一端串联所述谐振电容后连接至所述第一开关管与所述第二开关管之间的接入点，所述原边绕组的另一端连接至所述第三开关管与所述第四开关管之间的接入点。

5.根据权利要求1所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，每组所述副边电路还包括第二解耦电感，每一所述副边绕组对应串联所述第二解耦电感后并联至所述副边公共桥臂电路对应的接入点。

6.根据权利要求5所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，所述副边公共桥臂电路包括副边桥臂电路、电容桥臂、副边输出控制电路以及滤波电容，每组中的所述副边绕组对应串联所述第二解耦电感后并联至所述副边桥臂电路及所述电容桥臂对应的接入点，所述副边桥臂电路、电容桥臂、以及滤波电容并联后和所述副边输出控制电路串联连接至电网。

7.根据权利要求6所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，所述副边桥臂电路包括同向串联的第五开关管和第六开关管。

8.根据权利要求6所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，所述电容桥臂包括串联的第一副边电容和第二副边电容，所述副边绕组的一端串联第二解耦电感后连接至所述第五开关管与所述第六开关管之间的接入点，所述副边绕组的另一端连接至所述第一副边电容与所述第二副边电容之间的接入点。

9.根据权利要求6所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，所述副边输出控制电路包括并联的第一副边输出控制桥臂和第二副边输出控制桥臂。

10.根据权利要求9所述的一种基于谐振电容的微型逆变器，其特征在于，所述第一副边输出控制桥臂包括串联的第一二极管和第七开关管，所述第二副边输出控制桥臂包括串联的第二二极管和第八开关管，电网的一端连接所述第一二极管与所述第七开关管之间的接入点，电网的另一端连接所述第二二极管与所述第七开关管之间的接入点。

技术总结
本发明适用于逆变器控制技术领域，提供了一种基于谐振电容的微型逆变器，包括：多组并联的原边电路及多组并联的副边电路，每组原边电路与副边电路对应连接形成交流转直流的控制回路，每组原边电路包括原边桥臂电路、原边绕组以及谐振电容，谐振电容一端连接原边桥臂电路的接入点，谐振电容另一端连接原边绕组的一端，原边绕组另一端连接副边电路；每组副边电路包括副边绕组及连接于副边绕组和电网之间的副边公共桥臂电路，多组原边电路的并联连接点设于对应连接的副边绕组与副边公共桥臂电路之间。本申请能够实现各路功率独立控制，同时加入谐振电容能够提高逆变器的工作效率，将逆变器多输入并联连接点设置在副边公共桥臂电路前级能够降低成本。

技术研发人员：毕恺韬,毛程毅,刘金明,夏孝云,李冰,陈亮
受保护的技术使用者：上能电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5