小功率光伏逆变器设计.PDF

小功率光伏逆变器设计 韩 翠 （中国矿业大学 计算机科学与技术学院 江苏 徐州 221000） 摘 要： 光伏发电系统是由光伏电池板产生电能并将其转换成负载所能使用的电能的一种装置。本文所设计的小功率光伏逆变器主要包括直流升压电路的设 计和逆变电路的设计，逆变器成功的将光电转换成220v的工频交流电供用户使用，本逆变器具有体积小，转化效率高的特点。 关键词： 光伏发电；逆变器；直流升压 中图分类号：TM91 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0120057－01 0 引言 压器的次级线圈串接在一起；整流滤波电路将高压交流电，整流滤波生成 光伏发电是将太阳的光能转化为电能的发电方式，它包括光化学发 高压直流电，整流滤波电路采用全波整流滤波， 由四个二极管组成的整流 电、光感应发电和光伏发电[1-2]。光伏发电是利用光伏电池板将太阳光 桥串联电感和电容组成的滤波电路构成；PWM生成及稳压控制电路主要由 的能量直接转化为电能的发电方式。由于光伏电池和蓄电池是直流电源， 意法半导体公司（ST）生产的PWM控制器SG3525A来完成 [5]。其中的PWM生 当负载为交流负载时，就需要逆变器将直流电能转换成交流电能的作用。 成及稳压控制电路如图2所示。 光伏逆变装置从结构上一般可分为工频和高频两种，工频光伏逆变装置由 推挽升压电路中的四个开关器件（Q5、Q6、Q7、Q8）在高频开关信号 于带有工频变压器，所以体积较大且比较笨重，更主要的是效率较低。随 下工作，并且两个为一组在PWM信号控制下交替导通。PWM控制器用简单的 着电力电子元器件的逐步发展，对于功率较小的系统，高频光伏逆变装置 比例控制方法动态地调节PWM输出信号的脉宽， 当直流 电压高于标准值 已经得到了广泛的使用，高频光伏逆变装置一般是用DC-DC高频升压电路 时，脉宽占空比为10%，当直流电压低于标准值时脉宽占空比为50%，升压 先将电压升到高电压再进行DC-AC逆变，从而获得用户所需要的正弦交流 电路能够很快的稳定在给定的参考电压上。 电[3]，本文所设计的小功率光伏逆变器属于第二种类型。 这种直流升压电路，适用于微小功率的光伏逆变装置。电路结构简 1 直流升压电路设计 单；采用两组推挽电路叠加的升压方式，转换效率较普通的反激电路高， 本文所设计的是小功率的逆变电源，综合考虑系统的成本以及对器件 对器件的参数要求不高；电路生产成本较低。 特性要求，特别是MOSFET和变压器的参数选择等因素，本文采用两路对称 设计所采用的滤波电路为LC滤波电路，它由电感L、电容C和电阻R组 的推挽升压电路输出结果相叠加的升压方式[4]。具体电路如图1所示。 成。按照调谐频率，LC滤波电路分为单调谐、双调谐和高通滤波电路几 种。本设计采用的是单调谐滤波电路， 由电容、电感和电阻串联组成的。 这种调谐电路结构简单，调谐也比较容易。 单调谐滤波电路对 次谐波的阻抗 为 式中：n－谐波的次数；w1－基波角频率 当滤波电路在 谐振时，滤波器对 次谐波的阻抗最小， ，