光伏并網(wǎng)逆變器的DC-DC升壓電路分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u29262光伏并網(wǎng)逆變器的DC-DC升壓電路分析案例概述 1288601.1光伏并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu) 1141481.2DC-DC升壓電路 27421.2.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選 2215661.2.2原理介紹 3光伏并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)光伏電池并網(wǎng)充電逆變器的充電作用主要是將整個(gè)太陽能光伏動力電池系統(tǒng)輸出的光伏直流電轉(zhuǎn)換成一種可以提供平時(shí)人們直接充電使用的光伏交流電輸出信號。其具體工作過程原理我們可以簡單地具體描述如下為:一個(gè)太陽能光伏燃料電池系統(tǒng)輸出的穩(wěn)定直流電通過一個(gè)DC-DC交流升電降壓逆變電路進(jìn)行轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流電,再通過一個(gè)DC-AC降壓逆變整流電路進(jìn)行轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定交流電,直接供配電網(wǎng)工作人員使用。如圖2.1所示,給出了本文研究的光伏并網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。主電路模塊主要由三部分組成:(1)最大輸出功率和節(jié)點(diǎn)自動跟蹤(MPPT)。為了有效提高光伏輸出利用率,通過數(shù)據(jù)尋找并分析跟蹤不同太陽能光伏發(fā)電板的最優(yōu)化和輸出利用功率的特點(diǎn),使光伏發(fā)電陣列設(shè)備具有最優(yōu)化的輸出利用功率。(2)DC-DC變換器電路可以對作用在光伏陣列上的不穩(wěn)定電流進(jìn)行升壓,從而獲得后期所需的穩(wěn)定直流母線電壓。(3)DC-AC交流逆變器的電路主要是將原來的DC-DC交流變換器電路輸出的直流供電信號直接進(jìn)行高頻反相,轉(zhuǎn)換后的高頻交流供電信號以后可直接反相接入城市配電網(wǎng),供給交流負(fù)載[4]。圖2.1光伏并網(wǎng)結(jié)構(gòu)框圖DC-DC升壓電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選DC-DC斬波器是指將給定的直流信號轉(zhuǎn)換為所需的直流信號。光伏電池本身輸出的直流電壓信號是不穩(wěn)定的,經(jīng)常受到光強(qiáng)變化、外部溫度變化等外部條件的干擾。影響光伏組件的輸出電能。經(jīng)過DC-DC升壓轉(zhuǎn)換,得到穩(wěn)定的直流信號。圖2.2Boost斬波電路本文選擇的DC-DC類型升波降壓濾波電路及其組成軟件是為一個(gè)Boost所設(shè)斬的濾波升壓電路,如軟件圖2.2所示。原因分析如下:一般來說可以直接用來進(jìn)行升壓的微波電路主要有Buck-Boost直流斬壓微波升壓電路、Cuk斬波升壓電路和Boost直流斬壓微波升壓電路。在一定儲能條件下,Boost轉(zhuǎn)換電路儲能相對于一個(gè)Buck-Boost轉(zhuǎn)換電路來說,不需要存在兩個(gè)電流線連斷續(xù)續(xù)的問題,能夠有效避免過多較大能量紋波損耗且儲能經(jīng)濟(jì)性良好;相對于Bcuk斬波轉(zhuǎn)換電路,也不存在需要直接依靠中間兩個(gè)電容進(jìn)行儲能,避免了電路傳遞較大能量過程不易控制,容易同時(shí)產(chǎn)生較大能量紋波的復(fù)雜問題,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單。因此,本本主要采用一個(gè)Boost型的斬蕩濾波控制電路[6]。原理介紹(1)開關(guān)處于開通狀態(tài)等效開關(guān)電路如表中圖2.3所示,當(dāng)直流開關(guān)輸出處于導(dǎo)線接通電壓狀態(tài)時(shí),電感l(wèi)可以吸收有源能量,直流電源電壓vin給定時(shí)電感l(wèi)所提供有源能量,電容l所釋放出的能量可以維持開關(guān)輸出有源電壓。理想工作情況下,開關(guān)管q等效于一根開關(guān)導(dǎo)線。此種工作情況下高壓電流從敏感電源上的正極輸出流過來而電感再負(fù)極流入電容到敏感電源上的負(fù)極,而敏感二極管反向輸出截止,阻止敏感電容向電源地面電壓放出產(chǎn)生電能。且由于電感不斷連續(xù)充能,當(dāng)整個(gè)電感線圈未達(dá)到飽和時(shí),電感線圈中的的有源電流電壓增量常數(shù)為: (2.1) 圖2.3電感吸收能量過程(2)開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)狀態(tài)圖所示如軟件圖2.4所示,在這個(gè)充電過程中沒有電感二極l所釋放出全部能量,由于電感開關(guān)二極管不能斷路,電感器所釋放的全部能量電流只能通過電感二極管給電感輸出端的電容進(jìn)行充電。當(dāng)電感開關(guān)二極管電路斷開時(shí),由于兩路電感的輸入電流通常不會發(fā)生突變,電感上的電流變化只能從電感充電工作完畢后的電流值為零開始緩慢逐漸減小為0,并且也就是電感只能通過電感二極管給輸入電容兩端充電,使得輸入電容兩端兼感電壓不斷持續(xù)增加,當(dāng)輸入電容兩端兼感電壓通常大于電路輸入兼容電壓時(shí),升壓過程結(jié)束。若忽略二極管兩端的電壓變化,則電感上的電流變化量為：

(2.2)在直流電感器的穩(wěn)壓電流連續(xù)放大增加減小模式下,由能量守恒的波函數(shù)摩爾定律進(jìn)行計(jì)算我們可得,其交流傳感穩(wěn)壓電流連續(xù)減小后的增加量大約可以等于其直流傳感穩(wěn)壓電流連續(xù)增大后所減小的增加能量,即,于是我們可以直接結(jié)合式(2.1)、式(2.2)等公式即可得：

(2.3)式中只有D=Ton/ts。若有的D電壓等于0,則具有Vo:Vin=1:1,且由于D的電壓值不一定等于1,所以當(dāng)0≤D<1的電壓變化值在范圍內(nèi)時(shí),則Vo≥Vin,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)升壓?？傊?升壓放電過程的一個(gè)本質(zhì)原理就是升壓電感不斷增加充放電降壓過程的不斷積累。圖2.4是一種電感開關(guān)電流自動充放電波電流形圖,當(dāng)電感開關(guān)二極管導(dǎo)管接通時(shí),電感自動吸收交流能量,完成電流充電充放過程;當(dāng)電感開關(guān)電導(dǎo)管自動關(guān)斷時(shí),電感則釋放出大量交流電能,完成電流放電補(bǔ)充過程。如果輸出電容量能夠滿足一