一種光耦隔離車載電源光伏逆變器的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光耦隔離車載電源光伏逆變器的控制方法，屬于直流/交流(DC/AC)電能轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]逆變器廣泛應(yīng)用于電機驅(qū)動，不間斷供電電源，感應(yīng)加熱，靜態(tài)無功發(fā)生器和補償器以及有源濾波等場合。傳統(tǒng)的逆變器電路拓撲包括電壓源逆變器和電流源逆變器兩類。
[0003]電壓源逆變器的輸出交流電壓低于直流母線電壓，因此電壓源逆變器本質(zhì)上是一個降壓型逆變器，為了實現(xiàn)升壓變換的功能，需要額外增加一級升壓變換電路，導(dǎo)致變換器整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0004]電流源逆變器本質(zhì)上是一個升壓型逆變器，為了實現(xiàn)降壓變換的功能，需要額外增加一級降壓變換電路，導(dǎo)致變換器整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；電流源逆變器只能實現(xiàn)單向功率傳輸，能量不能雙向流動。
[0005]為了解決電壓源逆變器和電流源逆變器存在的上述問題，學(xué)者提出了 Z源逆變器的概念，通過引入一個Z源網(wǎng)絡(luò)將逆變器主電路與電源耦合起來。與電壓源和電流源逆變器相比，Z源逆變器能夠提供升降壓變換的功能，但同樣不能實現(xiàn)能量的雙向傳輸，同時引入了額外的由電感，電容組成的無源元件，增加了系統(tǒng)的體積，重量和實現(xiàn)成本，同時控制復(fù)雜。國內(nèi)外又在此基礎(chǔ)上陸續(xù)提出了一些改型的Z源逆變器電路，其本質(zhì)都是通過引入無源元件來實現(xiàn)升壓，都存在上述問題。
[0006]車載電源有類型，1.逆變器，是一種能夠?qū)C12V直流電轉(zhuǎn)換為和市電相同的AC220V交流電，供一般電器使用，是一種方便的電源轉(zhuǎn)換器，由于常用于汽車而得名。2.DC/DC直流變換器電源，通常是把汽車電池的12VDC或24VDC轉(zhuǎn)變?yōu)?8VDC等直流電給汽車上的電器設(shè)備用。
[0007]車載電源不僅適用于車載系統(tǒng)，只要有DC12V直流電源的場合，都可使用電源逆變器，將DC12V轉(zhuǎn)換為AC220V交流電，給人們的生活帶來方便。車載電源充分考慮到外部的使用環(huán)境，當發(fā)生過載或短路現(xiàn)象時將自動保護關(guān)機。車載電源的輸出電壓通過本身的反饋確認可以使電壓穩(wěn)定，空載與額定的電壓值變化小于10V。需要說明的是，車載電源的目的是輸出和市電相同的電壓，滿足用電器的需要，但實際上車載電源輸出的是模擬正弦波，而市電是真正的正弦波，兩者略有不同，一般不影響使用，這是車載電源的工作原理決定的。
[0008]現(xiàn)有的光伏并網(wǎng)逆變器主要有:
[0009]I)隔離型并網(wǎng)逆變器，主要是通過使用隔離變壓器將直流側(cè)和交流側(cè)進行電氣絕緣，這種逆變器雖然不存在共模電流(漏電流)等帶來的安全上和EMC等的問題，但是成本高，電能變換效率低。
[0010]2)非隔離并網(wǎng)逆變器，通過省略隔離變壓器來提高電能變換效率。但是由于直流偵_交流側(cè)沒有電氣絕緣，以及光伏陣列和地之間存在寄生電容，會產(chǎn)生共模電流，這便增加了電磁輻射和安全隱患。為此應(yīng)設(shè)法抑制非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器中的共模電流。
[0011]缺點:能量輸出時，電流輸出的正負半周均需通過3個器件S5、S1、S4或S5、S3、S2,這樣增加了器件的導(dǎo)通損耗。另外，可能會發(fā)生開關(guān)器件故障引起的橋臂短路，而這個短路途徑?jīng)]有任何阻抗，會在極短的時間能產(chǎn)生非常大的短路電流，有引起電路損壞的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種光耦隔離車載電源光伏逆變器的控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中車載電源開關(guān)發(fā)生故障容易短路的問題。
[0013]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0014]—種光耦隔離車載電源光伏逆變器的控制方法，所述逆變器包括第一至第四開關(guān)電路、第一至第二濾波電感、一個儲能電容、第一至第二續(xù)流電路，其中第一開關(guān)電路與第三開關(guān)電路分別與所述光伏逆變器輸入端正極連接，第二開關(guān)電路與第四開關(guān)電路分別與所述光伏逆變器輸入端負極連接，第一開關(guān)電路與第二開關(guān)電路之間連接第一續(xù)流電路，第三開關(guān)電路與第四開關(guān)電路之間連接第二續(xù)流電路，所述開關(guān)電路的控制端連接光耦隔離電路，包括如下步驟:
[0015]步驟1、在輸出電流的正半周，控制第三開關(guān)電路、第四開關(guān)電路、第二續(xù)流電路始終保持關(guān)斷狀態(tài)，第一續(xù)流電路始終保持導(dǎo)通狀態(tài)；控制光耦隔離電路與第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路處于同步導(dǎo)通狀態(tài)，且與第三開關(guān)電路、第四開關(guān)電路的控制信號反向；
[0016]步驟2、在輸出電流的負半周，控制第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路、第一續(xù)流電路始終保持關(guān)斷狀態(tài)，控制第二續(xù)流電路始終保持導(dǎo)通狀態(tài)；控制光耦隔離電路與第三開關(guān)電路、第四開關(guān)電路處于同步導(dǎo)通狀態(tài)，且與第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路的控制信號反向；
[0017]步驟3、重復(fù)執(zhí)行步驟I至步驟2。
[0018]所所述光耦隔離電路包括光電耦合器、濾波電路、上拉電阻、限流電阻，所述光電親合器包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端、第二輸出端，其中，第一輸入端通過限流電阻與外部直流電源連接，第二輸入端與外部控制芯片的信號輸出腳連接，第一輸出端分為兩路，一路通過上拉電阻與外部第二直流電源連接，另一路連接開關(guān)管的控制端，第二輸出端接地，第二直流電源與地之間連接濾波電路，所述濾波電路包括并聯(lián)連接的三個容值不相等的濾波電容，且每個濾波電容之間至少相差一個數(shù)量級。
[0019]所述續(xù)流電路由續(xù)流開關(guān)器件和續(xù)流二極管串聯(lián)連接，其中續(xù)流二極管為反向二極管。
[0020]所述開關(guān)電路包括開關(guān)管，所述開關(guān)管包括MOS管、三極管或JFET。
[0021]所述MOS管、三極管或JFET的輸入端和輸出端之間并聯(lián)一個反向二極管。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]1、應(yīng)用該方法控制只有兩個開關(guān)器件同時進行高頻開關(guān)，減小了開關(guān)損耗；能量輸出時電流只流過兩個器件，降低了導(dǎo)通損耗，同時同步控制光耦隔離電路的通斷，有效控制了逆變器的控制信號的穩(wěn)定性。
[0024]2、本發(fā)明裝置續(xù)流回路在續(xù)流時與直流側(cè)斷開，抑制了共模電流，而且沒有濾波電感和儲能電容之間的能量交換的問題，防止了電感與電容器件中的寄生因素引起額外的損耗。
[0025]3、輸入電壓變化范圍大。濾波電感采用耦合電感，使得能夠有效抑制紋波，減少器件損壞對電路造成的沖擊，避免短路。
[0026]4、拓撲簡單，效率高，可靠性高。
[0027]5、在橋臂中增加反向二級管，開關(guān)器件出現(xiàn)故障時，不容易發(fā)生橋臂短路，增強了電路的可靠性。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明逆變器的電路原理圖。
[0029]圖2為本發(fā)明光耦隔離電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0030]下面對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作過程作進一步說明。
[0031]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0032]—種光耦隔離車載電源光伏逆變器的控制方法，所述逆變器包括第一至第四開關(guān)電路、第一至第二濾波電感、一個儲能電容、第一至第二續(xù)流電路，其中第一開關(guān)電路與第三開關(guān)電路分別與所述光伏逆變器輸入端正極連接，第二開關(guān)電路與第四開關(guān)電路分別與所述光伏逆變器輸入端負極連接，第一開關(guān)電路與第二開關(guān)電路之間連接第一續(xù)流電路，第三開關(guān)電路與第四開關(guān)電路之間連接第二續(xù)流電路，所述開關(guān)電路的控制端連接光耦隔離電路，包括如下步驟:
[0033]步驟1、在輸出電流的正半周，控制第三開關(guān)電路、第四開關(guān)電路、第二續(xù)流電路始終保持關(guān)斷狀態(tài)，第一續(xù)流電