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专利号: 2018106527276
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单级无变压器型光伏逆变器,其特征在于:其包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和负载电阻;

所述第一电感的输出端分别连接所述第二开关管的集电极和所述第一电容的第一端;

所述第二电感的输出端分别连接所述第三开关管的发射极和所述第一电容的第二端;

所述第三电感的输出端分别连接所述第四电容的第一端和所述负载电阻的第一端;

所述第四电感的输入端与直流电源的正端相连接;所述第四电感的输出端分别与所述第一开关管的集电极和所述第三电容的第一端相连接;

所述第二电容的第二端分别连接所述第二电感的输入端和所述第二开关管的发射极;

所述第三电容的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述第一电感的输入端以及所述第三电感的输入端连接;以及所述直流电源的负端、所述第一开关管的发射极、所述第三开关管的集电极、所述第四电容的第二端和所述负载电阻的第二端连接在同一导线上,所述导线接地。

2.根据权利要求1所述的单级无变压器型光伏逆变器,其特征在于:

所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感相互耦合。

3.根据权利要求1所述的单级无变压器型光伏逆变器,其特征在于:所述第一开关管的基极输入第一开关驱动信号;所述第二开关管的基极输入第二开关驱动信号;所述第三开关管的基极输入第三开关驱动信号。

4.根据权利要求3所述的单级无变压器型光伏逆变器,其特征在于:

所述第一开关管的占空比 其中k为单级无变压器型光伏逆变器的最大增益系数;

所述第二开关管的占空比 其中k为单级无变压器型光伏逆变器

的最大增益系数,A为单级无变压器型光伏逆变器的峰值电压增益,sinωt是输出正弦波形的表达式,t为时间,ω是角速度;

所述第三开关管的占空比为D3=2-D1-D2。

5.根据权利要求3所述的单级无变压器型光伏逆变器,其特征在于:

所述单级无变压器型光伏逆变器包括三种工作模式;

当第一开关管驱动信号和第三开关管驱动信号是高电平,第二开关管驱动信号是低电平时,单级无变压器型光伏逆变器处于第一工作模式,第一工作模式时第一开关管和第三开关管导通,第二开关管关断;

当第一开关管驱动信号和第二开关管驱动信号是高电平,第三开关管驱动信号是低电平时,单级无变压器型光伏逆变器处于第二工作模式,第二工作模式时第一开关管和第二开关管导通,第三开关管关断;

当第二开关管驱动信号和第三开关管驱动信号是高电平,第一开关管驱动信号是低电平时,单级无变压器型光伏逆变器处于第三工作模式,第三工作模式时第二开关管和第三开关管导通,第一开关管关断。

6.根据权利要求1所述的单级无变压器型光伏逆变器,其特征在于:

所述第一开关管,第二开关管以及第三开关管均为全控型器件。

7.一种对权利要求1所述单级无变压器型光伏逆变器进行的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:根据表示式 获得第一开关管的占空比D1的值,其中k为单级无变压器型光伏逆变器的最大增益系数,获得的第一开关管的占空比D1的值为常数K,将第一开关管的占空比值K输入到第一PWM产生模块;

步骤2:第一PWM产生模块将幅值为1且频率为1/T的锯齿波与常数K进行比较,其中T为单级无变压器型光伏逆变器的开关周期,当常数K的值大于锯齿波的值时,输出高电平,当常数K的值小于锯齿波的值时,输出低电平,由此第一PWM产生模块生成占空比为K的第一开关管驱动信号;

步骤3:将1减去第二开关管的占空比D2得到的差值信号输入到第二PWM产生模块,其中第二开关管的占空比 k为单级无变压器型光伏逆变器的最大增益系数,A为单级无变压器型光伏逆变器的峰值电压增益,sinωt是输出正弦波形的表达式,t为时间,ω是角速度;所述第二PWM产生模块将1减去第二开关管的占空比获得的差值信号与锯齿波进行比较,所述锯齿波与步骤2中的相同,当1减去第二开关管的占空比获得的差值信号的值大于锯齿波的值时,输出高电平,当1减去第二开关管的占空比获得的差值信号的值小于锯齿波的值时,输出低电平,所述第二PWM产生模块产生占空比为1减去第二开关管的占空比并且先高电平后低电平的驱动信号,对所述第二PWM产生模块产生的驱动信号取反即可得到先是低电平后是高电平的第二开关管驱动信号;

步骤4:将第一开关管驱动信号与第二开关管驱动信号通过异或门即可得到第三开关管驱动信号;

步骤5,将第一开关管驱动信号、第二开关管驱动信号和第三开关管驱动信号分别连接到第一开关管的基极、第二开关管的基极和第三开关管的基极;

步骤6,所述单级无变压器型光伏逆变器根据第一开关管驱动信号、第二开关管驱动信号和第三开关管驱动信号的控制在每个开关周期内依次经历第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式;以及步骤7,重复步骤6获得目标交流电。

8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于:所述步骤6具体包括:步骤61,当第一开关管驱动信号和第三开关管驱动信号是高电平,第二开关管驱动信号是低电平时,单级无变压器型光伏逆变器处于第一工作模式,第一工作模式时第一开关管和第三开关管导通,第二开关管关断;

步骤62,当第一开关管驱动信号和第二开关管驱动信号是高电平,第三开关管驱动信号是低电平时,单级无变压器型光伏逆变器处于第二工作模式,第二工作模式时第一开关管和第二开关管导通,第三开关管关断;

步骤63,当第二开关管驱动信号和第三开关管驱动信号是高电平,第一开关管驱动信号是低电平时,单级无变压器型光伏逆变器处于第三工作模式,第三工作模式时第二开关管和第三开关管导通,第一开关管关断。