光伏逆变系统中的zvs升压变换器

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1、第l7卷第11期电机与控制学报Vo1．17No．1l2013年11月ElectriCMachinesandControlNov．2013光伏逆变系统中的ZVS升压变换器孟建辉，付超，石新春，王毅(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，河北保定071003)摘要：针对两级式单相非隔离型光伏并网逆变器的前级电路，研究了一种新型的ZVS(zerovolt—ageswitch)Boost升压变换器电路拓扑。通过增加一个开关管、谐振电感、吸收电容及两个二极管组成辅助电路，实现了Boost升压变换器电路中主开关管及所增加的辅助开关管的零电压导通与关断，从而

2、减小了系统的开关损耗。分析了ZVSBoost升压变换器电路拓扑的工作原理，探讨了谐振电感与谐振电容、吸收电容的定量关系及选择条件，对所研究的ZVSBoost电路拓扑进行了软件仿真与实验验证，结果表明该拓扑工作在开关频率为20kHz、功率为2．5kW时，所提出的两级式单相非隔离型光伏并网逆变器的整机效率可以达到97．16％。关键词：单相并网逆变器；Boost变换器；软开关电路；谐振回路；零电压开关中图分类号：TM464文献标志码：A文章编号：1007—449X(2013)11—0001—07ZVSboostconverterofphotovoltai

3、cinvertersystemMENGJian—hui，FUChao，SHIXin—chun，WANGYi(StateKeyLaboratoryofAhemateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Forthepre-stagecircuitoftwo—stagesingle-phasenon—isolatedphotovohaic(PV)gridinverter，

4、azerovoltageswitching(ZVS)boostconvertercircuittopology，whichisrealizedbyaddingaswitchtube，aresonantinductor，asnubbercapacitorandtwodiodestoformauxiliarycircuit，iSresearchedtoachievetheZVSofmainswitchtubeandtheauxiliaryswitchintheboostconvertercircuit，thussignifi-candyreducing

5、theswitchinglosses．TheoperationmodeoftheproposedZVSBoosteonve~ercircuitto—pologywasanalyzed．Thenthequantitativerelationshipbetweentheresonantinductorandresonantca-pacitoraswellastheabsorptionofthecapacitanceandtherespectiveselectioncriteriawasexplored．Thesimulationandexperimen

6、talvalidationoftheresearchedcircuittopologywascompleted，fromwhichtheexperimentalresultsshowthatthewholeefficiencyoftheproposedtwosingle—phasenon—isolatedPVdinvertercanachieveupto97．16％on20kHzswitching~equencyand2．5kW．Keywords：single—phasegrid—connectedinverter；boostconverter；s

7、oftswitchingcircuit；resonantcir—cuit；zerovohageswitching(ZVS)收稿日期：2013—02—19基金项目：国家自然科学基金(51277072，50977028)；中央高校基本科研业务费专项资金(13MS74)作者简介：孟建辉(1987一)，男，博士研究生，研究方向为电力电子技术、新能源发电与电力系统；付超(1979一)，男，博士，讲师，研究方向为新能源发电、电力电子技术在电力系统中的应用；石新春(195O一)，男，教授，博士生导师，研究方向为新型功率变换技术、电能质量、高频电源技术等；王毅(1

8、977一)，男，博士后，副教授，研究方向为风力发电控制技术、电力电子技术在电力系统中的应用等。通讯作者：孟建辉2电机与控制