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基于LLC隔离的光伏并网逆变器设计方案

发布时间:2016-02-09 09:56:14  来源:大电流电感厂家   查看:

LLC电路根据开关频率范围可以分为四种模差模电感器式,本文只讨论fr>fs>fm 模式下的工作原理,一个开关周期内整个工作过程如下所述,工作波形如图3所示,PS1 ,PS2 分别为Q1 ,Q2 的驱动脉冲波形:

[ t0 - t1 ]阶段:t0 时刻谐振电流为负,Q1 体二极管导通,Q1 两端电压钳位在0,此时让Q1 导通为零电压导通。能量从电源正极流向C1 ,C2 中点,Lr ,Cr 谐振,谐振电流ILr经过开关管Q1 并以正弦形式逐渐上升,流过变压器原边的电流IT1为谐振电流ILr与励磁电流ILm之差,变压器原边电压极性上正下负,副边极性也为上正下负,因此D1 、D4 自然导通,变压器原边电压被钳位在nVo(n 为变压器变比),励磁电流线性上升。

经过半个周期谐165现代电子技术2013年第36卷振时Q1 仍处于导通状态。半个周期之后谐振电流开始减小,励磁电流继续线性上升,t1 时刻谐振电流与励磁电流相等。

[ t1 - t2 ]阶段:t1 时刻谐振电流ILr等于励磁电流ILm,变压器原边电压为0,副边电压也为0,副边整流二极管全部截止,原边不再向副边提供能量,励磁电感Lm开始参与谐振。由于Lm 要比Lr 大很多,LLC谐振周期明显变长,所以谐振电流基本不变。t2 时刻Q1 关断。

[ t2 - t3 ]阶段:t2 一体成型电感器时刻Q1 关断,此时Q2 也处于关断状态,电路进入死区时间。谐振电流ILr对Q2 的结电容放电,当它的电压降到0时,体二极管导通,变压器原边绕组极性变为上负下正,副边整流二极管D2 、D3 自然导通,励磁节能灯电感器电感Lm 电压被输出电压钳位,不再参与谐振。谐振电流开始以2π LrCr 为周期程正弦规律减小,励磁电流线性减小。t3 时刻Q2 零电压开通。

[ t3 - t4 ]阶段:t3 时刻Q2 零电压开通,与第一阶段类似,Lr 、Cr 谐振,谐振电流以正弦形式减小,励磁电流线性减小。t4 时刻谐振电流等于励磁电流。

[ t4 - t5 ]阶段:t4 时刻开始变压器原边电压为0,副边整流二极管全部截止,原边不再向副边提供能量,励磁电感不再被输出电压钳位,开始参与谐振。LLC谐振电流基本不变。

[ t5 - t6 ]阶段:与[ t2 - t3 ]阶段类似,电路进入死区时间,Q1 、Q2 全部关断,谐振电流ILr对Q1 的结电容充电,当它的电压等于电源电压时,体二极管导通,变压器原边绕组极性上正下负,副边整流二极管D1 、D4 自然导通,励磁电感Lm一体电感 电压被输出电压钳位,不再参与谐振。

谐振电流开始以2π LrCr 为周期程正弦规律增大,励磁电流线性增大。t6 时刻Q1 零电压开通,开始进入下一个周期。

在[ t1 - t2 ]阶段和[ t4 - t5 ]阶段,假设谐振电流不变,设为Im ,则输出电压Uo 可表示为:

式中:Ui 为输入电压;T 为开关周期;Ts 为Lr 和Cr 谐振时的谐振周期。从式中可以看出,当T = Ts 即fr = fs 时这种情况下[ t1 - t2 ]阶段和[ t4 - t5 ]阶段将不存在,谐振电流是纯粹的正弦波,副边整流电路输出电流临界连续,均方根值最小,开关管导通损耗最小,电路效率最高[8].所以,当LLC电路工作在谐振频率时,效率最高。本文中LLC电路的主要作用就是隔离,在保证隔离的基础上要使效率最高,因此本文中使开关管的开关频率等于谐振频率。

3 最大功率点跟踪控制策略

3.1 最大功率跟踪基本原理

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