单管谐振式单级光伏微逆变器的研究

发布时间：2023-04-17 00:58

　　目前市面上的微逆变器大多以反激式拓扑作为基础电路,该电路拓扑存在变压器单向励磁、磁芯利用率低、功率较小等问题。为此研究了一种以单管谐振式电路为基础的单级式光伏微逆变器及其控制方法,有效解决了这些问题。具体工作如下:本文以家用分布式光伏微逆变器为主要研究对象,首先对比分析了反激式电路、正激式电路和单管谐振式电路的特性,反激式电路中的漏感影响该电路的效率和功率,正激式电路中则需要有磁通复位绕组,而单管谐振式电路可以改善这些缺点,最终确定了以单管谐振电路为基础的单级式光伏微逆变器结构。对单管谐振电路的特性以及工作过程进行了系统分析,建立了等效模型,对电路中最重要的LC谐振回路进行了详细分析。基于对主电路特性的分析,设计并计算了主电路的主要参数,包括开关频率、谐振回路以及储能式高频变压器等。针对单管谐振电路的特点,提出了PWM和PFM相结合的MPPT控制方法以及一种新颖的SPWM控制方法。基于dsPIC30F2020设计了控制电路及其部分采样电路,包括光伏板的电压和电流采样电路、电网的电压和电流采样电路,分析了所用到的ADC和PWM模块以及微逆变器控制结构,给出了最后的软件控制流程以及电路整体...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光伏逆变器的研究现状
    1.3 本课题的研究内容及创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 创新点
    1.4 本章小结
第二章 单级式微逆变器的系统分析
    2.1 单级式微逆变器拓扑分析
        2.1.1 反激式电路拓扑
        2.1.2 正激式电路拓扑
        2.1.3 单管谐振电路拓扑
    2.2 单管谐振式微逆变器的工作原理
    2.3 微逆变器的稳态分析
    2.4 LC谐振电路分析
    2.5 本章小结
第三章 单级式微逆变器控制技术的研究
    3.1 最大功率点跟踪控制
        3.1.1 光伏电池的数学模型
        3.1.2 MPPT控制方法
    3.2 SPWM控制
    3.3 本章小结
第四章 微逆变器的电路设计
    4.1 微逆变器主电路的参数计算
        4.1.1 开关频率的设计
        4.1.2 开关管的设计
        4.1.3 谐振回路参数设计
    4.2 高频变压器的设计
        4.2.1 磁芯尺寸
        4.2.2 原副边匝数比
        4.2.3 磁芯气隙尺寸
    4.3 微逆变器的控制电路设计
        4.3.1 光伏组件的电压和电流检测电路
        4.3.2 电网电压和电流检测电路
        4.3.3 软件控制设计
        4.3.4 微逆变器控制结构
    4.4 本章小结
第五章 微逆变器仿真与实验分析
    5.1 仿真软件平台的综合比较
    5.2 电路仿真分析
        5.2.1 MPPT仿真分析
        5.2.2 SPWM仿真分析
    5.3 实验验证与分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
    发表的学术论文
    申请的专利
附录
致谢



本文编号：3792239