t h er e s e a r c ho na cm o d u l e p h o t o v o l t a i cg r i d - c o n n e c t e d i n v e r t e r a b s t r a c t s o l a rp o w e rh a sb e c o m eo n eo ft h em o s ti m p o r t a n tr e n e w a b l ee n e r g yd u et o t h e e n e r g y c r i s i s r e c e n t l y g r i d c o n n e c t e da p p l i c a t i o ni s t h e t e n d e n c y o f p h o t o v o l t a i cg e n e r a t i o ns y s t e m w i t ht h ei m p r o v e m e n to ft h es o l a rb a t t e r ya n d p o w e re l e c t r o n i c s ，t h em a i nr e s e a r c hf i e l d so ft h ep h o t o v o l t a i cg r i d c o n n e c t e d p o w e rs y s t e mf o c u s e si nh i g h e rp o w e rd e n s i t ya n dh i g h e re f f i c i e n c yt e c h n i q u e s t h i ss i t u a t i o ni n c r e a s e st h er i g i dr e q u i r e m e n tf o rt h er e l i a b i l i t ya n dc o s t d w o n a cm o d u l es y s t e mi sa ni n d e p e n d e n tp vi n v e r s i o ns y s t e m ，w h i c he n j o y si t s u n i q u es a f e t y ，e c o m o n i e a la n ds m a l l s i z ef e a t u r eo v e rt h et r a d i t i o n a lp h o t o v o l t a i e g e n e r a t i o ns y s t e m t h ea cm o d u l ei sp r o m s i n gi nt h ef u t u r eu s e t h i sp a p e rf i r s t s u m m a r i z e st h ec o m m o nt o p o l o g i e so fa cm o d u l ea n dt h e i rc h a r a c t e r i s t i c s an e w v o l t a g e t y p ea cm o d u l ei sp r e s e n t e d ，t h et o p o l o g yo ft h ea cm o d u l ei sc o m p o s e do f ap u s h - p u l ls e r i e sr e s o n a n c ec o n v e r t e ra n daf u l l - b r i d g eg r i d c o n n e c t e di n v e r t e r ， a n dt h e nt h eo p e r a t i o no ft h i si n v e r t e ri sa n a l y z e d t h em a t hm o d e lo fa cm o d u l ei s d e r i v e db yu s i n gs t a t es p a c ea v e r a g i n gm e t h o d ，t h e nt h ed e r i v e dm o d e li su s e dt o c o n d u c tt h ec o n t r o l l e rd e s i g n an e wm a x i m u mp o w e rp o i n tt r a e k i n g ( m p p t ) s t r a t e g yi si n t r o d u c e di nt h i sp a p e r ，i ti sd e s i g e n e dt of o l l o wt h ev a r i a t i o n so fs o l a r p a n e li n s o l a t i o nt oa c h i e v em a x i m u mp o w e rp o i n tt r a c k i n g i nt h ee n do ft h i sp a p e r ， i o o wp r o t o t y p eo ft h ev o l t a g e t y p es e r i e sr e s o n a n c ea cm o d u l es y s t e mi sd e s i g n e d a n dt e s t e d ，t h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w e s g o o dp e r f o r m a n c et h u sv a l i d a t et h e p r o p o s e ds c h e m e k e yw o r d s ：p h o t o v o l t a i cp o w e rs y s t e m a cm o d u l e s e r i e sr e s o n a n c e m a x i m u mp o w e rp o i n tt r a c k i n g 插圖清單 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展路線圖2 a cm o d u l e 結(jié)構(gòu)圖4 工頻a cm o d u l e 結(jié)構(gòu)框圖7 工頻a cm o d u l e 系統(tǒng)典型拓?fù)? b u c k 型工頻a cm o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖9 電壓型高頻鏈a cm o d u l e 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。l o 電壓型a cm o d u l e 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)拓?fù)? 1 推挽串聯(lián)諧振式電壓型a cm o d u l e 電路圖。1 2 推挽串聯(lián)諧振式d c d c 變換器電路圖。1 2 推挽串聯(lián)諧振式d c d c 變換器電路工作模態(tài)圖1 3 推挽串聯(lián)諧振式d c d c 變換器電路工作波形圖1 4 全橋逆變器電路工作模態(tài)圖j 1 6 電流型高頻鏈a cm o d u l e 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1 7 電流型a cm o d u l e 逆變系統(tǒng)拓?fù)? 8 反激式電流型高頻鏈a cm o d u l e 工作原理圖1 9 新型電流源a cm o d u l e 主電路結(jié)構(gòu)圖2 2 新型電流源a cm o d u l e 波形圖2 2 變換器的建模方法2 4 反激式變換器的工作模型圖2 5 反激式變換器的三個(gè)等效子電路2 8 重新排列三個(gè)子電路的位置。2 9 反激式變換器的小信號(hào)電路模型圖2 9 電流型高頻鏈a cm o d u l e 的小信號(hào)電路模型圖。2 9 功率管逆變橋路開關(guān)換流電路3 0 電壓型高頻鏈a cm o d u l e 傳遞簡圖：3 3 p i d 控制原理框圖3 5 重復(fù)控制原理框圖3 6 并網(wǎng)逆變器的輸出模型及矢量圖3 7 逆變器電流跟蹤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3 8 加前饋的并網(wǎng)系統(tǒng)圖3 9 并網(wǎng)系統(tǒng)控制框圖3 9 太陽能組件等效電路4 l 直線近似法示意圖4 2 最大功率點(diǎn)跟蹤控制結(jié)構(gòu)圖，4 3 推挽串聯(lián)諧振電壓型a c m o d u l e 主電路結(jié)構(gòu)圖。4 4 電壓型a cm o d u l e 控制電路結(jié)構(gòu)框圖。4 8 電壓型高頻鏈a cm o d u l e 控制電路圖4 9 直流側(cè)電壓檢測單元4 9 直流電流檢測單元5 0 電網(wǎng)電壓檢測單元5 0 交流電流檢測單元5 0 鎖相環(huán)電路圖5 l m h她“撕撕”貓”批糍勉”勰純鈣“”懈”。：”鉗”蹦鉍 圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖酊圖雕雕雕酊剛剛臥 圖5 。9 圖5 1 0 圖5 1 1 圖5 1 2 圖5 1 3 圖5 1 4 圖5 1 5 圖5 1 6 圖5 1 7 圖5 1 8 最大功率點(diǎn)跟蹤電路圖5 l p w m 發(fā)生電路結(jié)構(gòu)圖5 2 驅(qū)動(dòng)電路圖5 2 保護(hù)電路單元5 3 a om o d u l e 并網(wǎng)逆變器實(shí)物圖5 5 推挽串聯(lián)諧振電壓型a cm o d u l e 仿真模型圖5 5 推挽串聯(lián)諧振變換器軟開關(guān)波形圖5 6 推挽變換器輸入、輸出電壓波形5 6 推挽變換器輸出電壓和并網(wǎng)電流波形5 7 輸出電流和電網(wǎng)電壓波形5 7 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究 成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)志和致謝的地方外，論文中不包含其他人已 經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 金鯉王些太堂 或其他教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已 在論文中作了明確的說明并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽字：霞0 卜遼簽字日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 川年 籮月；f 日 本學(xué)位論文作者完全了解 盒膽工業(yè)太堂 有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱或借 閱。本人授權(quán) 金膽工業(yè)態(tài)堂 可以將學(xué)位論文的全部或部分論文內(nèi)容編入有關(guān)數(shù) 據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書) 學(xué)位論文者簽名1 司小站 簽字日期：吲年f 月1 日 學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位 通訊地址： 導(dǎo)師簽名： 簽字日期：矽哆年，月；。日 電話 郵編： 致謝 本課題的研究是在張興教授的悉心指導(dǎo)下完成的，在碩士研究生三年的理 論學(xué)習(xí)、課題研究和論文寫作期間，張老師給了我無私的幫助和無微不至的關(guān) 懷，我所取得的點(diǎn)點(diǎn)滴滴的進(jìn)步，無不傾注著他的心血和汗水。在此謹(jǐn)向張老 師表示最誠摯的謝意! 感謝張崇巍老師! 張崇巍老師淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和務(wù)實(shí)的 科研作風(fēng)使我受益匪淺，并將永遠(yuǎn)鼓勵(lì)著我在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)奮發(fā)進(jìn) 取l 感謝陽光電源公司的曹仁賢老師、趙為老師! 在我就讀研究生的三年期間， 兩位老師對我實(shí)習(xí)工作時(shí)的指導(dǎo)、關(guān)懷與照顧令我終生難忘，在此表達(dá)我最衷 心的祝福! 在研究生期間，杜少武老師在學(xué)習(xí)、課題研究等各方面都給予給了我極大 的關(guān)心和幫助，在此對杜老師表示發(fā)自內(nèi)心由衷的感謝! 在課題的完成過程中，實(shí)驗(yàn)室的謝震、許頗、楊淑英等師兄，陳威、張顯 立、伍瑤、周志健、童克文、吳玉楊、程顯忠、張昱等同學(xué)給予了我熱情的幫 助和大力的支持，在此，一并向他們表示衷心的感謝! 謝謝我的父母、弟弟給予我的支持和鼓勵(lì)，使我得以順利完成學(xué)業(yè)。在我 的學(xué)習(xí)和工作中，他們永遠(yuǎn)是我最好的精神支柱! 最后，向關(guān)心、支持和幫助我的所有師長、親人和朋友再一次表示我最衷 心的感謝! 作者：周小義 2 0 0 7 年4 月 第一章緒論 1 1 光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展 在當(dāng)今各種能源逐漸桔竭的情況下，人類必須尋找新的替代能源，并且這 一新能源必須是取之不盡，用之不竭的。目前有可能實(shí)用化的可再生能源主要 有太陽能、風(fēng)能、燃料電池、地?zé)岚l(fā)電等，從能源供應(yīng)的諸多因素考慮，太陽 能無疑是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理想的綠色能源。全球能源專家們認(rèn)定，太陽 能將成為2 l 世紀(jì)最重要的能源之一“1 。 對太陽能的利用主要有光伏發(fā)熱、光伏發(fā)電、光伏制冷等，而光伏能源的 利用最主要的還是光伏發(fā)電。目前，光伏發(fā)電有離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種工作方式。過 去，由于太陽電池的生產(chǎn)成本居高不下，光伏發(fā)電多數(shù)被用于偏遠(yuǎn)的無電地區(qū)， 而且以戶用及村莊用的中小系統(tǒng)居多，都屬于離網(wǎng)型用戶。但是住宅光伏系統(tǒng) 通常是白天光伏系統(tǒng)發(fā)電量大麗負(fù)載耗電量小，跪上光伏系統(tǒng)不發(fā)電兩負(fù)載耗 電量大。將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)相連，就可將光伏系統(tǒng)白天所發(fā)的多余電力“存儲(chǔ)” 在電網(wǎng)中，待用電時(shí)隨時(shí)取用，省掉了儲(chǔ)能蓄電池，且系統(tǒng)使用住宅原有配線， 節(jié)省了配線費(fèi)用。近年來，光伏產(chǎn)業(yè)及其市場發(fā)生了極大的變化，開始由邊遠(yuǎn) 農(nóng)村地區(qū)逐步向城市并網(wǎng)發(fā)電、光伏建筑集成的方向快速邁進(jìn)，太陽能已經(jīng)全 球性地由“補(bǔ)充能源”的角色被認(rèn)可將是下代“替代能源“”。 光伏并兩發(fā)電發(fā)展的初期主要是依靠各國政府在政策及資金方面的大力支 持，現(xiàn)在已逐步商業(yè)化，進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。光伏并網(wǎng)發(fā)電的市場前景 吸引了一批國際知名企業(yè)或企業(yè)財(cái)團(tuán)介入光伏電池制造業(yè)。這些大公司的介入， 使產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大大加快。預(yù)計(jì)今后1 0 年光伏組件的生產(chǎn)將以每年增長2 0 - - - 3 0 甚至更高的遞增速度發(fā)展，到2 0 1 0 年可能達(dá)到4 6 0 0 m w 年的生產(chǎn)量，總裝機(jī)容 量將可能達(dá)到1 8 g w 。國際光伏工業(yè)在過去的t o 年中的平均增長率為2 0 ，1 9 9 8 年世界太陽能電池組件生產(chǎn)量為1 5 5 m w ，2 0 0 0 年增長到2 8 8 m w ，2 0 0 2 年達(dá)到 5 4 0 m w ，2 0 0 4 年達(dá)到9 6 0 m w 。截止到2 0 0 0 年低，世界光伏發(fā)電累計(jì)總裝機(jī)容 量達(dá)到了1 3 0 0 m w 。目前全球太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)的銷售收入超過2 0 億美元。 預(yù)計(jì)到2 0 5 0 年左右，太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電將達(dá)到世界總發(fā)電量1 0 - - 2 0 ，成為 人類的基本能源在之一。 光伏并網(wǎng)發(fā)電的這種迅猛發(fā)展是必然的，只有進(jìn)入電力系統(tǒng)的規(guī)模應(yīng)用，才 能真正對于緩解能源緊張和抑制環(huán)境污染起到積極的作用。同時(shí)，光伏產(chǎn)業(yè)的 規(guī)模發(fā)展還將為社會(huì)提供可觀的社會(huì)就業(yè)機(jī)會(huì)。 1 2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢 光伏并髓發(fā)電技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有4 0 多年的歷史了，其發(fā)屯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不斷地 調(diào)整優(yōu)化，大致變化過程如圖l - 1 所示“1 。 圖1 - l 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展路線圖 傳統(tǒng)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)如圖1 1 ( a ) 所示，稱為中央集中式光伏并網(wǎng)系 統(tǒng)。將太陽能電池串、并聯(lián)( 串聯(lián)可實(shí)現(xiàn)輸入高壓，并聯(lián)可達(dá)到高功率等級) ， 通過中央逆變器輸送給電網(wǎng)。這種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)需要高壓直流電線，輸入 端需串聯(lián)二極管。光伏組件之間不匹配，光伏組件之間的串聯(lián)使組件存在熱斑 問題，串聯(lián)二極管引起的損耗較大，若某一組件損壞，則整個(gè)支路不工作，逆 變器輸出有電流諧波，功率因數(shù)較低。并且設(shè)計(jì)不靈活，很難大量使用。 現(xiàn)在普遍采用的是太陽能組件串聯(lián)結(jié)構(gòu)，稱之為串聯(lián)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，如 圖l - l ( b ) 所示。將多個(gè)太陽能組件串聯(lián)實(shí)現(xiàn)高壓輸出，并網(wǎng)逆變器一般無需 升壓電路，逆變器無須串聯(lián)二極管，m p p t 被分在每一個(gè)串聯(lián)支路中，相對于圖 l - l ( a ) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可大大提高效率，大批量生產(chǎn)可使價(jià)格降低。但此種結(jié)構(gòu)仍然 存在光伏組件之間的不匹配損耗，組件之間的熱斑問題依然存在，且系統(tǒng)中任 一組件短路損壞，將引起系統(tǒng)輸入電壓降低，如果光伏組件斷路損壞，將使系 統(tǒng)無電壓輸出。 另外一種常用的拓?fù)淙鐖D1 - l ( c ) 所示，稱為可調(diào)度式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。將太 陽能組件串聯(lián)后通過d c - d c 變換器升壓并對其進(jìn)行m p p t 控制，兩路這種結(jié)構(gòu) 的d c d c 輸出給逆變器并網(wǎng)。此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為靈活，且m p p t 用單獨(dú)的d c d c 交換器實(shí)現(xiàn)，效率較高，但此種結(jié)構(gòu)仍然存在光伏組件之闖的不匹配損耗，仍 然存在組件之間的熱斑問題，任一組件損壞將引起系統(tǒng)癱瘓。且能量轉(zhuǎn)換裝置 級數(shù)較多，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。 以上介紹幾種將光伏組件串、并聯(lián)得到直流電壓源的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，這類結(jié) 2 構(gòu)缺乏系統(tǒng)的擴(kuò)充性，且無法達(dá)到每塊組件的最大功率點(diǎn)工作狀況，若任一組 件損壞將會(huì)引起系統(tǒng)不能正常工作，甚至癱瘓。并且存有直流高壓的安全性和 絕緣問題。 未來發(fā)展趨向于單個(gè)太陽能組件并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，國外稱之為a cm o d u l e 6 。- i 0 | y 如圖l - 1 ( d ) 所示，它不存在光伏組件之間的不匹配損耗，不存在熱斑問題。 在光伏組件和逆變器之間得到最優(yōu)調(diào)整。每個(gè)組件具有獨(dú)立的m p p t 。系統(tǒng)通用 性強(qiáng)，能量變換裝置可模塊化，即成為一個(gè)即插件器件，不懂技術(shù)的人也會(huì)安 裝。它的缺點(diǎn)是具有升壓電路，系統(tǒng)復(fù)雜，提高成本，但可批量生產(chǎn)導(dǎo)致低生 產(chǎn)成本，低零售價(jià)格。是最具有競爭力的光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 m o d u l e 具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1 每一個(gè)光伏組件獨(dú)立工作，即使一個(gè)光伏組件不能工作，其它光伏組件 還可向電網(wǎng)送電。 2 沒有熱斑問題。 3a cm o d u l e 可做成模塊化，容易擴(kuò)容。 4a c m o d u l e 的體積較小，且單個(gè)m o d u l e 的價(jià)格較便宜。所以一般的工 業(yè)單位和家庭都可有自己的光伏發(fā)電基地。 5 使用標(biāo)準(zhǔn)的a cm o d u l e 安裝材料，這可大大減少了安裝材料和系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的成本 6 傳導(dǎo)損耗降低，傳輸線價(jià)格也減少。 7 每一個(gè)光伏組件有獨(dú)立的m p p t ，不存在光伏組件之間的不匹配損耗。 8 無須串聯(lián)二極管，無須旁路二極管 9 系統(tǒng)布局緊湊，浪涌電壓小。 1 3 a em o d u l e 的發(fā)展與研究概述 1 3 1a gm o d u l e 的發(fā)展概述 a cm o d u l e 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是基于獨(dú)立光伏組件的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。用獨(dú)立光伏 組件實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)的思想起源于7 0 年代。由于當(dāng)時(shí)技術(shù)的限制，這種思想沒有 用到實(shí)際中來。直到8 0 年代末。i s e t 才真正對a cm o d u l e 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)作深入 研究。其中k l e i n k a u f 教授在多篇論文中提出a cm o d u l e 光伏并網(wǎng)發(fā)電的思想。 并強(qiáng)調(diào)其優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)時(shí)稱其為模塊整合變換器( m o d u l ei n t e g r a t e dc o n v e r t e r s ) 如圖 1 2 所示。 3 圖1 - 2m o d u l e 結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)時(shí)g l e i n k a u f 教授所提出的思想被一些人認(rèn)為是虛無縹緲的，而到了9 0 年 代初，在美國和歐洲就有幾家公司開始研究此裝置。首先研究a cm o d u l e 的國家 有荷蘭、德國、瑞士和美國。第一臺(tái)a cm o d u l e 產(chǎn)生于1 9 9 2 年。是由德國的z s w 公司研制的。它的功率只有5 0 w ，采用的是高頻開關(guān)頻率( 5 0 0 k h z ) 和隔離變 壓器。1 9 9 4 年，z s w 公司用同樣的技術(shù)研制出1 0 0 w 的a c m o d u l e 。而由于這種小 功率并網(wǎng)逆變器成本過高以及電磁干擾問題，導(dǎo)致產(chǎn)品無法進(jìn)入市場。z s w 公 司現(xiàn)在采用中頻開關(guān)( 5 0 - - 1 0 0 k h z ) 制作。在1 9 9 4 - - 1 9 9 6 年，歐洲的另夕b 3 個(gè)公 司也開始研$ 1 j a cm o d u l e 并網(wǎng)逆變器，它們分別是m a s t e r v o i t ( 荷蘭) , a l p h ar e a l ( 瑞 士) ，o k e - s e r v i c s ( 荷蘭) 在1 9 9 7 年，美國的a e s 公司研制出第一臺(tái)投放市場的 a cm o d u l e 。如今這些公司研制的a cm o d u l e 在市場上占了很大份額，產(chǎn)品也較成 熟。 值得注意的是，不同的光伏組件對應(yīng)的開路電壓以及功率不同，故某一種 型號(hào)的a cm o d u l e 對應(yīng)于獨(dú)立的光伏組件。如s h e l l 公司生產(chǎn)的s u n m a s t e r - 1 3 0 s 功率是1 0 0 w 的a c m o d u l e “”，對應(yīng)的模塊輸入開路電壓是2 4 v ：a s e 公司生產(chǎn)的 s u n s i n e3 0 0 功率是3 0 0 w 的a cm o d u l e “”，對應(yīng)的模塊輸入開路電壓是3 6 v ； s o l a r e x 公司生產(chǎn)的m 1 2 5 0 功率是2 4 0 w 的a cm o d u l en “，對應(yīng)的模塊輸入開路 電壓是4 8 v 。由于光伏組件的型號(hào)不同，對a cm o d u l e 研發(fā)的途徑也截然不同，導(dǎo) 致a cm o d u l e 的系列很多，功率范圍廣( 8 0 _ - 2 5 0 w ) ，選擇a cm o d u l e 的功率大小 決定a cm o d u l e 的大小尺寸、價(jià)格高低以及采用的技術(shù)。開關(guān)頻率范圍也從l o k 一 5 0 0 k h z 不等，市場上出現(xiàn)的a cm o d u l e 主要型號(hào)有z s w 、e d i s l i r 、s o l a d i n l 2 0 、 s u n m a s t e r 、o k 4 - 1 0 0 、o k 5 1 0 0 、s u n s i n e 3 0 0 以及m 1 2 5 0 。 由于個(gè)人市場的打開，未來的a cm o d u l e 市場會(huì)迅速擴(kuò)大，到2 0 0 5 年已經(jīng)安 裝t 8 0 0 0 0 個(gè)a cm o d u l e 。隨著市場的激烈競爭，價(jià)格最低、性能最優(yōu)的a cm o d u l e 才能生存下來伽。而且，使用者會(huì)提出更高的要求，特別會(huì)關(guān)注安裝和監(jiān)控問 題。低價(jià)格、質(zhì)量好、容易安裝、監(jiān)控精確、人機(jī)界面好的a cm o d u l e 才是未來 市場的主流。 4 1 3 2a cm o d u l e 的研究概述 電力電子器件的高頻化和高性能微處理器特別是數(shù)字信號(hào)處理器( d s p ) 的 出現(xiàn)，使得一些先進(jìn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略應(yīng)用于a cm o d u l e 控制成為可能；而 先進(jìn)的拓?fù)浜涂刂萍夹g(shù)對改進(jìn)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)性能則是必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之 一。由于涉及到商業(yè)化因素，國內(nèi)外有關(guān)a cm o d u l e 的控制方法、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、 主電路參數(shù)選擇等方面文獻(xiàn)很少。作者通過中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)未能檢索到一篇這 類文章；通過e i 檢索( 1 9 7 7 年2 0 0 6 年) 到的相關(guān)文獻(xiàn)大約有4 0 篇，但多數(shù) 是關(guān)于a cm o d u l e 的效益、經(jīng)濟(jì)成本、測試數(shù)據(jù)、光伏屋頂計(jì)劃實(shí)施情況、廠商、 并網(wǎng)裝置與建筑美學(xué)、能量轉(zhuǎn)化效率、太陽能電池材料等角度分析的渺州，技術(shù) 方面的文獻(xiàn)僅找到1 8 篇，而且很多是類似重復(fù)地介紹。早期的工頻a cm o d u l e 具有工頻變壓器體積龐大、笨重、噪聲大等不可避免的缺點(diǎn)，文獻(xiàn)【1 6 2 4 1 中 提出電壓型高頻鏈a cm o d u l e ，該并網(wǎng)逆變器拓?fù)涫且粋€(gè)兩級系統(tǒng)，中間存在喜 流環(huán)節(jié)。前后兩級獨(dú)立控制，可靠性高，應(yīng)用廣泛，但由于兩級功率變換使得 系統(tǒng)的效率下降，文獻(xiàn) 2 5 、2 6 1 提出諧振式電壓型高頻鏈a cm o d u l e ，前級d c d c 變換器采用串聯(lián)諧振式結(jié)構(gòu)。可大大提高變換器的效率，后級全橋逆變器前橋 臂采用p w m 控制，后橋臂采用工頻控制，可進(jìn)一步提商逆變器的效率，因此整 體系統(tǒng)的效率也大大提高。文獻(xiàn)【1 0 1 采用集成磁元件技術(shù)，進(jìn)一步提高了系 統(tǒng)的效率，且減小了系統(tǒng)的體積，降低了成本。 雖然諧振式電壓型高頻鏈可提高系統(tǒng)效率，但存在兩級功率變換，文獻(xiàn) 2 7 3 0 1 提出電流型高頻鏈a cm o d u l e 的概念，采用的是一級變換系統(tǒng)，豐富了 a cm o d u l e 拓?fù)?。它是利用反激式變換器中變壓器儲(chǔ)能的特性，將直流電流轉(zhuǎn)化 為正弦整流波( 饅頭波) ，再經(jīng)過工頻逆變器轉(zhuǎn)化為正弦波實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。這種n o m o d u l e 具有結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、可靠性高等特點(diǎn)。但這種電流型高頻鏈a c m o d u l e 需工作在d c m 狀態(tài)下，開關(guān)電壓、電流應(yīng)力大，且光伏組件和并網(wǎng)逆 變器之間需要很大的解耦電容。文獻(xiàn) 3 1 】提出一種改進(jìn)型的拓?fù)?，可以使開 關(guān)工作在z v c s 狀態(tài)下，且無需大的解耦電容即可解耦。文獻(xiàn) 3 2 j 在此電路 的基礎(chǔ)上提出一種新的改進(jìn)方案，可以進(jìn)一步地控制開關(guān)電壓、電流尖峰。 由于a cm o d u l e 受到市場的限制，它的發(fā)展較晚，技術(shù)還不是非常成熟，在 今后一段時(shí)間內(nèi)，對其研究的側(cè)重點(diǎn)依然是其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略上，隨著技 術(shù)的成熟性，會(huì)更多地考慮到可靠性、壽命等因素。 1 4 本論文研究的背景及主要內(nèi)容 本文是由合肥工業(yè)大學(xué)和合肥陽光電源公司合作研究的課題項(xiàng)目，本文選 題“基于獨(dú)立光伏組件并網(wǎng)逆變器( a cm o d u l e ) 的研究”是針對目前光伏并網(wǎng) 系統(tǒng)靈活性差、不能通用、價(jià)格高、體積大且可靠性差等問題提出研制基于獨(dú) 立光伏組件的并網(wǎng)系統(tǒng)。 5 本文主要對a cm o d u l e 發(fā)電系統(tǒng)中的核心問題進(jìn)行了深入的理論分析和研 究，在理論分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出i o o w 的電壓型高頻鏈a cm o d u l e 系統(tǒng)。并通過 使用s a b e r 軟件建立了系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。本文 分為6 章，各章內(nèi)容如下： 第一章介紹了光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，講述了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展， 重點(diǎn)介紹了a cm o d u l e 以及其的基本特點(diǎn)，講述了a cm o d u l e 的發(fā)展過程及其 研究現(xiàn)狀。 第二章詳細(xì)地介紹了8 cm o d u l e 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對a cm o d u l e 的拓?fù)溥M(jìn)行了 分類，總結(jié)了不同類型拓?fù)渌哂械膬?yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)對高頻鏈a cm o d u l e 的拓?fù)?工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹，最后總結(jié)各拓?fù)涞奶攸c(diǎn)，研究一種新的高頻鏈a c m o d u l e 拓?fù)?，詳?xì)分析其工作原理，并將此拓?fù)渥鳛楸菊撐牡难兄葡到y(tǒng)。 第三章主要介紹a cm o d u l e 的建模，對a cm o d u l e 的建模進(jìn)行了分類，總 結(jié)了不同類型建模所具有的優(yōu)缺點(diǎn)。提出狀態(tài)空問平均法是最適合a cm o d u l e 建模分析的一種方法，并對電流型高頻鏈a cm o d u l e 、電壓型高頻鏈a cm o d u l e 進(jìn)行詳細(xì)建模分析。由于電流型高頻鏈a cm o d u l e 的工作原理類似于反激式變 換器，對其建模的本質(zhì)是對反激式變換器進(jìn)行建模分析；而電壓型高頻鏈a c m o d u l e 的核心部分是全橋并網(wǎng)逆變器，從而詳細(xì)介紹全橋并網(wǎng)逆變器建模，得 到控制對象。 第四章是介紹了a cm o d u l e 的控制對象，羅列出各控制策略并對比出各自 特點(diǎn)。本文采用經(jīng)典p i d 控制，詳細(xì)分析其控制設(shè)計(jì)過程。最后根據(jù)光伏組件 的輸出特性，介紹一種新的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方案，并運(yùn)用到本控制系統(tǒng)中。 第五章主要是在前三章的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出i o o w 的推挽串聯(lián)諧振式電壓型高 頻鏈a cm o d u l e ，詳細(xì)說明系統(tǒng)的主電路參數(shù)的設(shè)計(jì)過程，并用模擬電路對系統(tǒng) 的控制電路進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；介紹了輔助電源的設(shè)計(jì)方案：最后通過用s a b e r 仿真結(jié) 果，從而說明了系統(tǒng)的可行性。 第六章主要是總結(jié)本文所做得工作，并且展望接下來對a cm o d u l e 的研究 應(yīng)該關(guān)注的方面。 6 第二章a cm o d u l e 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) a cm o d u l e 要求輸入低直流電壓升壓并轉(zhuǎn)化為交流電連接電網(wǎng)，故其要求 d c - d c 變換電路和d c - a c 變換電路組合而成。而每一類變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)又存在多種形式，如把緩沖電路、軟開關(guān)技術(shù)、有源鉗位等技術(shù)應(yīng)用到這些 變換電路，即可得到更多的變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對d c d c 變換電路，它可以分 為b u c k 、b o o s t 、b u c k _ b o o s t 、c u k 、s e p i c 、z e t e 電路以及正激、反 激、推挽、半橋、全橋變換器，而d c - a c 逆變電路也可分為推挽逆變、半橋逆 變和全橋逆變電路。而它們每一種結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的控制方式( 如p w m 、p a m 、 p f m ) 又會(huì)得到各種相應(yīng)的拓?fù)?，因而m o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及類型十分繁多，如 果針對每一個(gè)具體的a cm o d u l e 進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究必將十分困難，也不利于尋 求拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一般規(guī)律。因此，從某一類m o d u l e 拓?fù)涑霭l(fā)，利用基本的拓?fù)?研究方法，研究其拓?fù)涞臉?gòu)建及運(yùn)行規(guī)則。從而研究出相關(guān)a cm o d u l e 的拓?fù)湓O(shè) 計(jì)方法和拓?fù)湫再|(zhì)，以達(dá)到舉一反三的目的。研究a cm o d u l e 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其規(guī) 律主要的目的在于深入分析a cm o d u l e 的特性和構(gòu)建新穎的m o d u l e 電路拓?fù)洹?本章從傳統(tǒng)的工頻a cm o d u l e 、電壓型高頻鏈a cm o d u l e 和電流型高頻鏈a c m o d u l e 系統(tǒng)電路拓?fù)淙齻€(gè)方面闡述，羅列出現(xiàn)有的a cm o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并介紹 其典型拓?fù)涞膬?yōu)、缺點(diǎn)，對其進(jìn)行比較、分析。并研究一種新的串聯(lián)諧振式電 壓型a cm o d u l e 電路拓?fù)?，對其工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析。通過分析典型反激式電 流源a cm o d u l e 電路拓?fù)?，介紹一種改進(jìn)型電流源a em o d u l e 電路拓?fù)洹?2 1 傳統(tǒng)的a em o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)的a cm o d u l e 系統(tǒng)主要采用工頻a cm o d u l e 系統(tǒng)。是指系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器 中的隔離變壓器工作在工頻狀態(tài)”，其結(jié)構(gòu)如圖2 - 1 所示。 f 工頻變壓器 上 d c ，a c 剄 l c 濾波 電網(wǎng) l 變換 圖2 - 1 工頻a c m o d u l e 結(jié)構(gòu)框圖 工頻a cm o d u l e 系統(tǒng)主要是由光伏組件、工頻或工頻調(diào)制逆變電路、工頻變 壓器、濾波電路和交流電網(wǎng)組成。該系統(tǒng)具有應(yīng)用廣泛、性能可靠、技術(shù)成熟 等優(yōu)點(diǎn)。典型電路有如下幾種，如圖2 - 2 所示。 ， 卅 “ i 叫 ( a ) 推挽式 ( b ) 半橋式 t ( c ) 全橋式 圖2 - 2 工頻a c ：m o d u l e 系統(tǒng)典型拓?fù)?圖2 2 中直流側(cè)電容主要是平波儲(chǔ)能，吸收無功能量，逆變器輸出串聯(lián)電感 濾除逆變器輸出電流的諧波。圖2 2 ( a ) 是單相推挽逆變結(jié)構(gòu)，變壓器有中心觸頭， 變壓器繞組利用率低，會(huì)出現(xiàn)偏磁現(xiàn)象；圖2 2 ( b ) 是單相半橋逆變結(jié)構(gòu)，只有一 個(gè)橋臂采用了功率管，另外一個(gè)橋臂由兩個(gè)電容串聯(lián)而成，易出現(xiàn)電容電壓不 平衡問題；圖2 - 2 ( c ) 是單相全橋結(jié)構(gòu)，功率管數(shù)量較多且都反并聯(lián)二極管，給續(xù) 流電流提供通路。推挽適合低壓大電流小功率場合，半橋電路適合小電流小功 率場合，單相全橋適合中功率場合。 上面三種工頻a cm o d u l e 結(jié)構(gòu)簡單，開關(guān)管都采用p w m 控制，且沒有單獨(dú)的 m p p t 控制電路，故系統(tǒng)的效率較低。下面提出一種改進(jìn)型工頻a cm o d u l e 電路。 圖2 - 3 為改進(jìn)型工頻a cm o d u l e 電路。系統(tǒng)電路由前、后兩級構(gòu)成。前級由 b u c k 電路構(gòu)成用于實(shí)現(xiàn)半波正弦波的脈沖寬度調(diào)節(jié)，得到半波正弦波，且對太 陽能組件實(shí)現(xiàn)m p p t 控制。后級由切換開關(guān)和變壓器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)正弦波的正半波 和負(fù)半波的倒相、合成和升壓。此電路后級開關(guān)v t 2 、v t 3 工作在工頻狀況，開 關(guān)損耗降低，稱之為工頻逆變器。相對于前面三種拓?fù)?，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)稍有復(fù)雜， 但效率有所提高。 l 圖2 - 3b u c k 型工頻m o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 工頻a cm o d u l e 不足之處在于： ( 1 ) 工頻變壓器體積大、笨重； ( 2 ) 濾除輸出電壓的高次諧波的輸出濾波器體積大、笨重； ( 3 ) 裝置產(chǎn)生音頻噪聲； ( 4 ) 對輸入電壓及負(fù)載的波動(dòng)。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差 如果增加系統(tǒng)中逆變器的開關(guān)頻率至2 0 k h z 以上，則可以克服缺點(diǎn)( 2 ) ，( 3 ) 但是工頻變壓器的體積和逆變器的開關(guān)頻率無關(guān)，只和輸出電壓的頻率有關(guān)， 因此提高逆變器的開關(guān)頻率并不能減小變壓器的體積。而提高逆變器的開關(guān)頻 率反而會(huì)增加器件的開關(guān)損耗，帶來陰i 問題。因此，傳統(tǒng)的a cm o d u l e 在許 多對體積、重量、噪音和性能要求較高的場合己不能滿足要求，必須研究新的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的工頻a cm o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 2 2 高頻鏈a cm o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 為了克服傳統(tǒng)工頻a cm o d u l e 的缺點(diǎn)，美國學(xué)者m r e s p e l a r g 于1 9 7 7 年提 出了高頻鏈逆變技術(shù)的新概念m 1 。高頻鏈逆變技術(shù)和常規(guī)的逆變技術(shù)最大的不 同在于前者利用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的電氣隔離，減小了變壓器的體積 和重量。然而由于當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體器件的限制，工作頻率局限在2 k h z - - - 4 k h z 的范圍， 故高頻鏈逆變器優(yōu)越性還未得到充分的體現(xiàn)。1 9 8 0 年，m r j a l a d e 從另一個(gè)角 度闡述了高頻鏈a cm o d u l e 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)哪! 。 所謂高頻鏈逆變電路，重點(diǎn)在于對高頻的理解。在這主要指整個(gè)逆變裝置 主電路的能量傳輸采用高頻方式，沒有低頻能量傳輸元件。本論文將高頻鏈a c m o d u l e 按照能量控制方式又可分為：電壓型( v o l t a g em o d e ) 和電流型( c u r r e n t m o d e ) 高頻鏈a cm o d u l e 。下面逐一地對其拓?fù)溥M(jìn)行分析。 2 2 1 電壓型高頻鏈a cm o d u l e 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 電壓型高頻鏈a cm o d u l e 拓?fù)涞牡湫徒Y(jié)構(gòu)如圖2 4 所示。主要由光伏組件、 高頻d c d c 變換器、直流濾波環(huán)節(jié)、逆變器、交流輸出濾波器和交流電網(wǎng)組成洶 9 9 1 。其中d c d c 變換器采用帶有隔離高頻交壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，前級為普通的方波 逆變，使用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)電壓比的調(diào)節(jié)和電氣隔離。這樣就可以省掉體積龐 大的工頻輸出變壓器，降低音頻噪音。高頻d c - d c 變換器可采用單激式、推挽 式、半橋式和全橋式變換器。后級逆變器一般可分為半橋式和全橋式兩種結(jié)構(gòu)。 由于在相同的輸入電壓下，全橋逆變器的輸出電壓為半橋式的兩倍，也就是在 相同的輸出功率的條件下，全橋逆變器的輸出及開關(guān)電流僅為半橋式的一半， 因此在較高功率的場合下一般均采用全橋逆變器。電壓型高頻鏈a cm o d u l e 中間 存在直流環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了d c d c 變換和d c - a c 逆變器之間的解藕，前后級可獨(dú) 立控制，控制相對比較靈活，可靠性較高，所以得n t 較廣泛的應(yīng)用。 高頻 輸出 d c d c 直流 逆變器 電網(wǎng) 濾波器 濾波器 變換器 圖2 4 電壓型高頻鏈m o d u l e 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 這種逆交器的主要優(yōu)點(diǎn)是： ( 1 ) 裝置的體積重量小； ( 2 ) 所有功率開關(guān)都是單向的； ( 3 ) d c d c 變換級和d c a c 變換級的控制可以相對獨(dú)立、容易配合，使控 制容易實(shí)現(xiàn)； 目前，單向電壓型高頻鏈逆交器應(yīng)用較為廣泛而且還可結(jié)合其它技術(shù)作了 許多改進(jìn)，但是它還存在一些缺點(diǎn)； ( 1 ) d c - d c 和d c - a c 兩級功率變換系統(tǒng)的效率較低： ( 2 ) 需要大的直流濾波環(huán)節(jié)增加了系統(tǒng)的體積和損耗； ( 3 ) 多級功率交換降低了系統(tǒng)的可靠性： 下面根據(jù)具體電路結(jié)構(gòu)分析電壓型a cm o d u l e 拓?fù)涮攸c(diǎn)，其典型電路有以下 幾種結(jié)構(gòu)： ( a ) 反激式 1 0 j b i 。 。嘎t g 蝌 矗，2 ( b ) 推挽式 ( c ) 半橋式 ( d ) 全橋式 圖2 - 5 電壓型a cm o d u l e 并網(wǎng)逆變系統(tǒng)拓?fù)?圖2 - 5 ( a ) 是反激式變換器和全橋逆變器組成的反激式電壓型高頻鏈a c m o d u l e “”。全橋逆變器采用p w m 調(diào)制，其工作在高頻開關(guān)狀態(tài)下。此電路 結(jié)構(gòu)簡單，但由于受到反激式變換器的牽制，此系統(tǒng)的功率受到限制，且變壓 器鐵芯磁狀態(tài)工作在最大的直流成分下，使鐵芯體積大，需要大氣隙。所以并 不常用。本系統(tǒng)加了2 個(gè)輔助二極管。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)逆變器一開始連接電網(wǎng)時(shí)沒有 沖擊電流，且防止電網(wǎng)電流回饋。以下系統(tǒng)的輔助二極管也是起同樣的作用。 圖2 5 是推挽式電壓型高頻鏈m o d u l e 結(jié)構(gòu)“”。前級采用推挽升壓電 路，適用于低壓大電流的場合，正好滿足m o d u l e 光伏系統(tǒng)的要求，后級采用 單相全橋逆變電路，采用s p w m 控制，再通過濾波電感得到2 2 0 v 、5 0 h z 交流 輸出接電網(wǎng)。推挽結(jié)構(gòu)也是最適合獨(dú)立光伏組件并網(wǎng)的要求，就目前為止是最 常用也是最有效的拓?fù)?。此電路的最大缺點(diǎn)是變壓器繞組利用率低，功率開關(guān) 管耐壓應(yīng)力為輸入電壓的兩倍，會(huì)出現(xiàn)偏磁現(xiàn)象，且推挽變換器的效率不太高 圖2 - 5 ( c ) 結(jié)構(gòu)是由半橋式d c - d c 變換器和高頻逆變器組成“。1 。由于半橋 式變換器電壓利用率低，功率開關(guān)管的電流應(yīng)力較大。不適合m o d u l e 系統(tǒng)輸 入電壓低、輸入電流大的特點(diǎn)。所以一般不用此拓?fù)洹?圖2 - 5 ( d ) 是全橋式d c d c 變換器和高頻逆變器組成的全橋式電壓型高頻鏈 a cm o d u l e “。由于全橋式變換器功率開關(guān)管較多，系統(tǒng)復(fù)雜，用于較大功率的 場合，不適合a c m o d u l e 輸入電壓低、小功率的特點(diǎn)。所以一般也不用此拓?fù)洹?電壓型高頻鏈a cm o d u l e 含有直流環(huán)節(jié)，輸入和輸出的耦合較好，前級直流 升壓變換器和后級逆變器可獨(dú)立控制的，互不影響。是目前應(yīng)用最為廣泛且技 術(shù)最為成熟的拓?fù)?。而a cm o d u l e 的輸入電壓等級不高、功率也不大。推挽電路 結(jié)構(gòu)簡單，適用于低壓大電流的場合，正好滿足a gm o d u l e 光伏系統(tǒng)的要求。 針對上文介紹的推挽式電壓型高頻鏈a cm o d u l e 的d c - d c 變換器效率較低， 且出現(xiàn)偏磁現(xiàn)象，本文提出的改進(jìn)型系統(tǒng)是采用一種新型的z v c s 串聯(lián)諧振推 挽d c d c 變換器和全橋并網(wǎng)逆變器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，從而有效地提高了d c d c 變 換器，從而提高系統(tǒng)效率。并從工藝和設(shè)計(jì)角度出發(fā)，有效地抑制了偏磁現(xiàn)象。 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 - 6 所示： 、 鴦毒。 事q 珥 一 一 鈕 ： l zl n瓜 國2 - 6 推挽串聯(lián)諧振式電壓型m o d u l e 電路圖 串聯(lián)諧振d c d c 變換器是利用變壓器的漏感和主電路中的電容以及開關(guān)管 的寄生電容形成諧振電路，使得變換器開關(guān)管工作在零電壓、零電流狀態(tài)。 d c - d c 變換器的開關(guān)頻率為1 0 0 k h z ，為了避免開關(guān)管短路，開關(guān)管的占空比要 略小于5 0 。全橋逆變器通過p w m 調(diào)制，不需要作為斬波電路。 由于d c - d c 變換器和全橋逆變器是獨(dú)立控制，所以可將串聯(lián)諧振d c d c 變換器和全橋逆變器分開討論主電路的工作原理。 1 ) 串聯(lián)諧振d c d c 變換器 串聯(lián)諧振d c d c 變換器結(jié)構(gòu)如圖2 7 所示 【 r d l瑰 p r 擴(kuò) 一 2 g r 一 1lc 瑪 d - 圖2 - 7 推挽串聯(lián)諧振式d c - d c 變換器電路圖 為了討論方便，將后級逆變器及電網(wǎng)等效為純電阻r ，其中諧振電感包括交 壓器的次級漏感，、吒為m o s f e t 漏源極結(jié)電容在內(nèi)的并聯(lián)電容。該電路 工作時(shí)，工作頻率接近于電路l c 網(wǎng)絡(luò)的固有諧振角頻率。電路有4 個(gè)工作模式， 其等效電路分別如圖2 8 的( a ) ，( b ) ，( c ) ，( d ) 所示，電路工作波形如圖2 - 9 所示。 在分析之前，作如下假定： 所有功率管、二極管均為理想元件； 電容、電感均為理想