基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)dc-dc全橋變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器，其特征在于：移相控制模塊的信號輸出端經(jīng)隔離模塊、驅(qū)動放大模塊接功率變換模塊的控制端，功率變換模塊的輸入端接光伏系統(tǒng)的低壓直流輸出端，功率變換模塊的交流輸出端接交流變壓器的一次側(cè)，交流變壓器的二次側(cè)接整流濾波模塊。
【專利說明】基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器。

【背景技術(shù)】
[0002]能源緊缺是各國面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，可再生資源太陽能的開發(fā)一直是國際性的重點課題。光伏系統(tǒng)能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能，并通過DC-DC變換實現(xiàn)功率放大以實現(xiàn)和電力系統(tǒng)并網(wǎng)來提供人們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔?。?jù)此，針對光伏系統(tǒng)DC-DC變換技術(shù)的研究與應(yīng)用近些年得到了顯著的進(jìn)步。但目前的DC-DC變換器大都采用“硬開關(guān)”技術(shù)，隨著開關(guān)頻率的升高，器件承受的開關(guān)應(yīng)力增大，開關(guān)損耗也變大。在硬開關(guān)下的DC-DC變換器的開關(guān)損耗會成正比地上升，電路的效率大大降低，同時會產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾(EMI)噪聲。DC-DC變換器高頻下的損耗大、輸出電壓質(zhì)量差是亟待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-D全橋變換器，能夠有效降低高頻損耗，提高輸出電壓質(zhì)量。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明發(fā)明目的的技術(shù)方案:
[0005]—種基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器,其特征在于:移相控制模塊的信號輸出端經(jīng)隔離模塊、驅(qū)動放大模塊接功率變換模塊的控制端，功率變換模塊的輸入端接光伏系統(tǒng)的低壓直流輸出端，功率變換模塊的交流輸出端接交流變壓器的一次側(cè)，交流變壓器的二次側(cè)接整流濾波模塊。
[0006]移相控制模塊采用移相控制芯片UC3879。
[0007]隔離模塊由四個隔離芯片組成，驅(qū)動放大模塊由兩個驅(qū)動放大芯片組成；其中兩個隔離芯片、一個驅(qū)動放大芯片構(gòu)成一組隔離驅(qū)動電路，每組隔離驅(qū)動電路輸出兩路驅(qū)動脈沖信號，兩組隔離驅(qū)動電路共輸出四路驅(qū)動脈沖信號。
[0008]功率變換模塊為由四個功率開關(guān)管組成的逆變?nèi)珮螂娐?，四個功率開關(guān)管的控制端分別接隔離驅(qū)動電路的一路信號輸出端。
[0009]交流變壓器的原副邊匝數(shù)比為8:1。
[0010]隔離芯片選用6N137，驅(qū)動放大芯片選用IR2110，功率變換模塊的功率開關(guān)管選用 IRF3415。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果:
[0012]本發(fā)明基于軟開關(guān)技術(shù)，對光伏系統(tǒng)輸出電壓通過全橋逆變電路進(jìn)行逆變變換，并將變換的交流電壓通過交流變壓器進(jìn)行放大，然后再將放大的交流電通過整流濾波電路變換為直流電?？刂齐娐纺軌螂S時調(diào)節(jié)交流電壓頻率和驅(qū)動脈沖的死區(qū)和延時，使變換器實現(xiàn)軟開關(guān)。
[0013]本發(fā)明應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)實現(xiàn)了變換器高頻低損；采用UC3879移相控制電路作為變換器的控制核心，實現(xiàn)主電路的高效控制；通過控制電路的移相調(diào)節(jié)，輸出電壓可控可調(diào)；可以控制改變電源的開關(guān)頻率、死區(qū)和延時；有效改善電源輸出電壓質(zhì)量并提高轉(zhuǎn)換效率；隔離電路將功率主電路和控制電路有效隔離，進(jìn)一步保證變換器電路安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明電路原理框圖；
[0015]圖2為基于UC3879的移相控制模塊原理圖；
[0016]圖3為隔離驅(qū)動模塊原理圖；
[0017]圖4為功率變換模塊原理圖；
[0018]圖5為放大與整流濾波模塊原理圖；
[0019]圖6為DC-DC變換器信號流程框圖。

【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，移相控制模塊UCl的信號輸出端經(jīng)隔離模塊、驅(qū)動放大模塊接功率變換模塊UC2的控制端，隔離模塊由四個隔離芯片U3、U4、U5、U6組成，驅(qū)動放大模塊由兩個驅(qū)動放大芯片Ul、U2組成。功率變換模塊UC2的輸入端接光伏系統(tǒng)的低壓直流輸出端，功率變換模塊UC2的交流輸出端接交流變壓器TRl的一次側(cè)，交流變壓器TRl的二次側(cè)接整流濾波模塊UC3。
[0021]如圖2所示，移相控制模塊采用移相控制芯片UC3879。如圖3所示，兩個隔離芯片、一個驅(qū)動放大芯片構(gòu)成一組隔離驅(qū)動電路，即隔離芯片U3、U4、驅(qū)動放大芯片Ul構(gòu)成一組隔離驅(qū)動電路，隔離芯片U5、U6、驅(qū)動放大芯片U2構(gòu)成一組隔離驅(qū)動電路，實施時，隔離芯片選用6N137，驅(qū)動放大芯片選用IR2110。每組隔離驅(qū)動電路輸出兩路驅(qū)動脈沖信號，兩組隔離驅(qū)動電路共輸出四路驅(qū)動脈沖信號。圖2、圖3中的A、B、C、D為移相控制芯片UC3879的四路信號輸出端，Al、A2，B1、B2，Cl、C2, DU D2為隔離驅(qū)動電路的四路驅(qū)動脈沖信號輸出端口。如圖4所示，功率變換模塊為由四個功率開關(guān)管以、02、03、04組成的逆變?nèi)珮螂娐?，四個功率開關(guān)管的控制端分別接隔離驅(qū)動電路的一路信號輸出端，即Al、B1、Cl、D1，四個功率開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4選用IRF3415。如圖4、圖5所示，功率變換模塊的交流輸出端TRlU TR12接交流變壓器TRl的一次側(cè)，交流變壓器TRl的二次側(cè)接整流濾波模塊，整流濾波模塊由全橋整流器S1、濾波電感L2、電容C29、電阻R21組成。交流變壓器的原副邊匝數(shù)比為8:1。
[0022]結(jié)合圖6，對本發(fā)明DC-DC變換器的工作過程做進(jìn)一步說明。
[0023]步驟1，給變換器各模塊系統(tǒng)上電，移相控制模塊UCl輸出四路驅(qū)動脈沖，進(jìn)入步驟2 ;
[0024]步驟2，四路驅(qū)動脈沖經(jīng)過隔離驅(qū)動電路，信號放大，進(jìn)入步驟3 ；
[0025]步驟3，被放大的信號驅(qū)動功率變換模塊UC2，控制功率變換模塊UC2的功率管Ql、Q2、Q3、Q4的開通或關(guān)斷，使輸入電壓逆變?yōu)榻涣麟姡瑫r，移相控制模塊UCl可隨時調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，進(jìn)入步驟4;；
[0026]步驟4，逆變的交流電通過交流變壓器TR1，頻率不變，信號放大，進(jìn)入步驟5 ；
[0027]步驟5，放大后的交流電經(jīng)過整流濾波模塊UC3，輸出直流電，進(jìn)入步驟6 ；
[0028]步驟6，調(diào)節(jié)移相控制模塊UC1，改變輸出直流電壓大小。
【權(quán)利要求】
1.一種基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器，其特征在于:移相控制模塊的信號輸出端經(jīng)隔離模塊、驅(qū)動放大模塊接功率變換模塊的控制端，功率變換模塊的輸入端接光伏系統(tǒng)的低壓直流輸出端，功率變換模塊的交流輸出端接交流變壓器的一次側(cè)，交流變壓器的二次側(cè)接整流濾波模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器,其特征在于:移相控制模塊采用移相控制芯片UC3879。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器,其特征在于:隔離模塊由四個隔離芯片組成，驅(qū)動放大模塊由兩個驅(qū)動放大芯片組成；其中兩個隔離芯片、一個驅(qū)動放大芯片構(gòu)成一組隔離驅(qū)動電路，每組隔離驅(qū)動電路輸出兩路驅(qū)動脈沖信號，兩組隔離驅(qū)動電路共輸出四路驅(qū)動脈沖信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器,其特征在于:功率變換模塊為由四個功率開關(guān)管組成的逆變?nèi)珮螂娐?，四個功率開關(guān)管的控制端分別接隔離驅(qū)動電路的一路信號輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器,其特征在于:交流變壓器的原副邊匝數(shù)比為8:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于軟開關(guān)技術(shù)的光伏系統(tǒng)DC-DC全橋變換器，其特征在于:隔離芯片選用6N137，驅(qū)動放大芯片選用IR2110，功率變換模塊的功率開關(guān)管選用IRF3415。
【文檔編號】H02M3/335GK104052301SQ201410293372
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】趙凱岐, 李家斌, 劉勝, 王宇超 申請人:哈爾濱工程大學(xué)