高频隔离光伏并网系统中DCDC变换器的研究.pdf

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1、《电气自动化)2ol1年第33卷第1期变流技术ConveKerTechniaue-__---一Ej频隔离光伏并网系统中DC／DC变换器的研究同邵文杜少武戴鹏李新杰(合肥工业大学，安徽合肥230009)摘要：针对光伏电池阵列的宽输出电压范围特性，为了实现变换器的宽电压输入和输出范围特性，采用滞后臂串阻塞二极管的FB—ZVZCS—PWM变换器拓扑对光伏并网系统中的DC／DC环节进行了设计分析。该电路拓扑通过超前桥臂开并管上并联电容实现ZVS，利用滞后臂串二极管阻止零状态下反向环流的产生从而实现ZCS。论文分析了该变换器的工作原理及各阶段工作模态，介绍了变换

2、器主要器件的参数设计，通过平均电流采样的控制方式制作了一台3KW，36KHz光伏并网系统直流变换器样机，通过实验波形对变换器进行了验证。关键词：软开关变换器光伏并网[中图分类号]TM46[文献标识码]A[文章编号]1000—3886(2011)01-0026-03ResearchOnDC／DCConverterforHigh．frequencylsolated—Grid—connectedPhotovoltaicSystemApplicationShaoWenDuShaowuLiXinjieDaiPeng(HefelUniversityofTechno

3、logy，Anhui230009，China)Abstract：Inthispaper，regardingtothewiderangeofoutputvoltagecharacterofsolarcell，inordertoachievethewiderangeinputandoutputcharacteroftheconverter，aFB—ZVZCS—PWMconvertertopologywithblockingdiodesconnectedinseriesinlagginglegswitchesisappliedtoanalyzeanddesi

4、gntheDC／DCpartingrid—connectedPhotovoltaicSystem．Inthistopology，acapacitorconnectedparallelwiththeleadingswitchrealizesZVS，andblockingdiodesisconnectedinseriesinlagginglegswitchestopreventreversecurrentwhichshouldbeproducedinzerostaleandmakeZCS．Thisarticleanalyzestheconverter’So

5、peratingprincipleanditsmodesofallstages，andintroducestheparametersdesignofitsmaindevices，thenmakesa3KW，36KHzgrid—connectedphotovohaicsystemDC／DCconverterbycontrollingthesamplingofaveragecurentKeywords：softswitchingconvertergrid—connectedphotovohaic二极管电压应力加大。二次侧采用有源钳位会使控制逻辑和驱U刖吾动

6、电路变得复杂。本文采用滞后臂串阻塞二极管拓扑，具有辅助光伏并网发电是解决能源危机的重要手段之一。光伏并网电路简单、无环路损耗、易于实现等优点。逆变器通常采用DC／AC／AC(其中AC／AC采用工频变压器隔离)和DC／DC／AC(其中DC／DC采用高频变压器隔离)两种模1工作原理式。采用工频变压器会使系统效率降低，同时还有体积大，成本滞后臂串阻塞二极管的ZVZCS全桥变换器拓扑如图1所高等缺点。而采用高频隔离DC／DC变换器使系统体积大大示。隔直电容c在零状态下实现电流复位。滞后臂串接二极管减小。能在零状态下阻止变压器原边电流的反向增长，从而实现ZCS。

7、采用高频隔离光伏并网系统，一方面，高频化也带来了高开为了便于分析电路，假设稳态工作时：所有器件为理想器件；关损耗和高电磁干扰(EMI)，而软开关技术的应用，可以使系统C足够大；C。=C=C；n2》变换器工作波形如图2所示：的开关损耗和电磁噪声得到极大的降低；另一方面，考虑到光伏并网系统作为大功率系统应用，移相全桥软开关变换器(FB—vTu《=DVD3jL=ZVZCS)是很好的适用于光伏并网中的DC／DC环节⋯。AL_一—卜一实现FB—ZVZCS的方法有很多种，主要有变压器原边串饱和-IlGB一电抗器，滞后臂串阻塞二极管、副边有源箝位和无源箝位等。变v=

8、●JⅣD2VD4i=压器原边串饱和电抗器能够解决原边环流较大的问题，但饱和电D抗器本身损耗较大