一種基于半橋llc的高頻太陽能逆變裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子及新能源領(lǐng)域,尤其涉及一種基于半橋LLC的太陽能逆變裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,新能源領(lǐng)域越來越受到重視,太陽能以其清潔無污染、可就地開發(fā)、資源豐富等優(yōu)勢(shì)得到了發(fā)展。然而太陽能硅板發(fā)出的電無法直接被利用,一般是通過變換器轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存在電池里面,然后通過逆變裝置轉(zhuǎn)換為市電,此時(shí)才可以并網(wǎng)或直接被人們利用。在此過程中逆變裝置的性能直接影響到太陽能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性。國內(nèi)外工程師都在不斷地研究,以尋找更好電路拓?fù)?,獲得更高的性能。
[0003]半橋變換器是功率場合中應(yīng)用最普遍的電路結(jié)構(gòu)之一,但工作在硬開關(guān)條件下的半橋變換器會(huì)產(chǎn)生很大的開關(guān)損耗和電磁干擾,而且發(fā)熱嚴(yán)重,不利于開關(guān)管的頻率和變換器轉(zhuǎn)換效率的提高。
[0004]軟開關(guān)半橋LLC變換電路拓?fù)湟恢笔茄芯咳藛T關(guān)注的熱點(diǎn),軟開關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),主要依賴于合理而有效的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所以進(jìn)一步深入研究新型的軟開關(guān)在中小功率半橋變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的,在于提供一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其體積小,效率高,安全穩(wěn)定性佳。
[0006]為了達(dá)成上述目的,本實(shí)用新型的解決方案是:
[0007]—種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,包括順序連接的半橋LLC變換器、半橋逆變器和LC濾波器,其中,半橋LLC變換器的輸入端連接太陽能電池板或電池,LC濾波器的輸出端連接電網(wǎng)或用戶。
[0008]上述半橋LLC變換器包括順序連接的方波發(fā)生器、諧振回路和整流輸出電路,方波發(fā)生器的輸入端連接太陽能電池板或電池,整流輸出電路的輸出端連接半橋逆變器的輸入端。
[0009]上述方波發(fā)生器由第一MOS管和第二 MOS管組成,第一 MOS管的源極連接第二 MOS管的漏極,且第一 MOS管的漏極和第二 MOS管的源極作為方波發(fā)生器的兩個(gè)輸入端,第二 MOS管的漏極和源極作為方波發(fā)生器的兩個(gè)輸出端。
[0010]上述諧振回路包括第一電容、第一電感和變壓器,其中,變壓器包含I個(gè)初級(jí)線圈和2個(gè)次級(jí)線圈,具有兩個(gè)輸入端和3個(gè)輸出端,所述第一電容的一端連接方波發(fā)生器的一個(gè)輸出端,另一端經(jīng)由第一電感連接變壓器的第一輸入端,變壓器的第二輸入端連接方波發(fā)生器的另一個(gè)輸出端。
[0011]上述整流輸出電路包括第一二極管、第二二極管、第一電解電容和第二電解電容,第一二極管的陽極連接變壓器的第一輸出端,第二二極管的陽極連接變壓器的第二輸出端,第一電解電容的陰極連接第二電解電容的陰極,第一電解電容的陽極連接第一二極管的陰極,第二電解電容的陽極連接第二二極管的陰極,且第一電解電容和第二電解電容的公共端連接變壓器的公共輸出端。
[0012]上述半橋逆變器由第三MOS管和第四MOS管組成,其中,第三MOS管的漏極連接整流輸出電路中第一二極管的陰極,第三MOS管的源極連接第四MOS管的漏極,并共同連接變壓器的公共輸出端,而第四MOS管的源極連接第二二極管的陰極。
[0013]上述LC濾波器由第二電感和第二電容組成,其中,第二電感的一端連接半橋逆變器中第四MOS管的漏極,另一端經(jīng)由第二電容連接第四MOS管的源極。
[0014]上述第二電容采用CBB電容。
[0015]采用上述方案后,本實(shí)用新型具有以下改進(jìn):
[0016]( I)本實(shí)用新型通過采用半橋逆變器,相比全橋逆變器會(huì)減少兩個(gè)開關(guān)管,使得整體體積減小,同時(shí)半橋逆變器的控制策略更加簡單、方便;
[0017](2)本實(shí)用新型將半橋LLC和半橋逆變器結(jié)合起來應(yīng)用于太陽能逆變裝置中,減小了整體的體積,提高了工作效率,同時(shí)工作起來更加安全、穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0018]圖I是本實(shí)用新型的整體架構(gòu)圖;
[0019]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖,對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]如圖I所示,本實(shí)用新型提供一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,用于將太陽能硅板儲(chǔ)存于太陽能電池板或電池中的電能轉(zhuǎn)換為可供使用的市電,所述逆變裝置包括順序連接的半橋LLC變換器、半橋逆變器和LC濾波器,其中,半橋LLC變換器的輸入端連接太陽能電池板或電池,通過采用兩繞組輸出,將太陽能電池板或電池中的電量升壓至幅值相等的正負(fù)電壓,送入半橋逆變器;所述半橋逆變器將前述正負(fù)電壓變換為正弦波,此時(shí)的正弦波中包含很嚴(yán)重的高頻諧波,因此再經(jīng)LC濾波器濾波后,才能得到比較標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,再供給電網(wǎng)或用戶。
[0022]如圖2所示,本實(shí)用新型在具體應(yīng)用時(shí),可采用圖2所示的電路結(jié)構(gòu),其中,半橋LLC變換器包括順序連接的方波發(fā)生器、諧振回路和整流輸出電路,所述方波發(fā)生器由兩個(gè)MOS管Q1、Q2組成,Ql的源極連接Q2的漏極,且Ql的漏極和Q2的源極作為方波發(fā)生器的兩個(gè)輸入端,分別連接太陽能電池板或電池的正極,Q2的漏極(也即Ql的源極)和Q2的源極作為方波發(fā)生器的兩個(gè)輸出端;所述諧振回路包括電容Cl、電感LI和變壓器Tl,其中,變壓器Tl采用的是包含I個(gè)初級(jí)線圈和2個(gè)次級(jí)線圈的1:2變壓器,具有兩個(gè)輸入端和3個(gè)輸出端,定義初級(jí)線圈的同名端為第一輸入端,初級(jí)線圈的異名端為第二輸入端,第一次級(jí)線圈的異名端與第二次級(jí)線圈的同名端連接,定義第一次級(jí)線圈的同名端為變壓器的第一輸出端,第二次級(jí)線圈的異名端為變壓器的第二輸出端,第一、第二次級(jí)線圈的連接端為變壓器的公共輸出端,則所述電容Cl的一端連接Q2的漏極,另一端經(jīng)由電感LI連接變壓器Tl的第一輸入端,第二輸入端連接Q2的源極;所述整流輸出電路包括兩個(gè)二極管D1、D2和兩個(gè)電解電容C2、C3,DI的陽極連接變壓器TI的第一輸出端,D2的陽極連接TI的第二輸出端,C2的陰極連接C3的陰極,C2的陽極連接DI的陰極,C3的陽極連接D2的陰極,且C2、C3的公共端連接變壓器TI的公共輸出端。
[0023]所述半橋逆變器由MOS管Q3和Q4組成,其中,Q3的漏極連接整流輸出電路中二極管Dl的陰極,Q3的源極連接Q4的漏極,并共同連接變壓器Tl的公共輸出端,而Q4的源極連接二極管D2的陰極。
[0024]所述LC濾波器由電感L2和CBB電容C4組成,其中,L2的一端連接半橋逆變器中Q4的漏極,另一端經(jīng)由C4連接Q4的源極,將經(jīng)半橋逆變器處理后含諧波分量較多的正弦波進(jìn)行低通濾波,再由電容C4的兩端輸出至電網(wǎng)或用戶RL。
[0025]以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想,不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍,凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想,在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng),均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:包括順序連接的半橋LLC變換器、半橋逆變器和LC濾波器,其中,半橋LLC變換器的輸入端連接太陽能電池板或電池,LC濾波器的輸出端連接電網(wǎng)或用戶; 所述半橋LLC變換器包括順序連接的方波發(fā)生器、諧振回路和整流輸出電路,方波發(fā)生器的輸入端連接太陽能電池板或電池,整流輸出電路的輸出端連接半橋逆變器的輸入端。2.如權(quán)利要求I所述的一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:所述方波發(fā)生器由第一 MOS管和第二 MOS管組成,第一 MOS管的源極連接第二 MOS管的漏極,且第一MOS管的漏極和第二 MOS管的源極作為方波發(fā)生器的兩個(gè)輸入端,第二 MOS管的漏極和源極作為方波發(fā)生器的兩個(gè)輸出端。3.如權(quán)利要求I所述的一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:所述諧振回路包括第一電容、第一電感和變壓器,其中,變壓器包含I個(gè)初級(jí)線圈和2個(gè)次級(jí)線圈,具有兩個(gè)輸入端和3個(gè)輸出端,所述第一電容的一端連接方波發(fā)生器的一個(gè)輸出端,另一端經(jīng)由第一電感連接變壓器的第一輸入端,變壓器的第二輸入端連接方波發(fā)生器的另一個(gè)輸出端。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:所述整流輸出電路包括第一二極管、第二二極管、第一電解電容和第二電解電容,第一二極管的陽極連接變壓器的第一輸出端,第二二極管的陽極連接變壓器的第二輸出端,第一電解電容的陰極連接第二電解電容的陰極,第一電解電容的陽極連接第一二極管的陰極,第二電解電容的陽極連接第二二極管的陰極,且第一電解電容和第二電解電容的公共端連接變壓器的公共輸出端。5.如權(quán)利要求4所述的一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:所述半橋逆變器由第三MOS管和第四MOS管組成,其中,第三MOS管的漏極連接半橋LLC變換器的整流輸出電路中第一二極管的陰極,第三MOS管的源極連接第四MOS管的漏極,并共同連接變壓器的公共輸出端,而第四MOS管的源極連接第二二極管的陰極。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:所述LC濾波器由第二電感和第二電容組成,其中,第二電感的一端連接半橋逆變器中第四MOS管的漏極,另一端經(jīng)由第二電容連接第四MOS管的源極。7.如權(quán)利要求6所述的一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,其特征在于:所述第二電容采用CBB電容。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種基于半橋LLC的高頻太陽能逆變裝置,用于將太陽能硅板儲(chǔ)存于太陽能電池板或電池中的電能轉(zhuǎn)換為可供使用的市電,所述逆變裝置包括順序連接的半橋LLC變換器、半橋逆變器和LC濾波器,其中,半橋LLC變換器的輸入端連接太陽能電池板或電池,LC濾波器的輸出端連接電網(wǎng)或用戶。半橋LLC變換器將太陽能電池板或電池中的電量升壓至幅值相等的正負(fù)電壓,送入半橋逆變器;所述半橋逆變器將前述正負(fù)電壓變換為正弦波,此時(shí)的正弦波中包含很嚴(yán)重的高頻諧波,因此再經(jīng)LC濾波器濾波后,才能得到比較標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,再供給電網(wǎng)或用戶。此裝置的體積小,效率高,安全穩(wěn)定性佳。
【IPC分類】H02M7/5387
【公開號(hào)】CN205160402
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520865518
【發(fā)明人】萬志群, 鄭雪欽
【申請(qǐng)人】廈門理工學(xué)院
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日