光伏电站辅助供电直流电源设计与实现.pdfVIP

光伏电站辅助供电直流电源的设计与实现 王金锋1,2，段卓然3，陈 可1，2,于立业1,2 （1.冶金自动化研究设计院研发中心，北京100071；2.混合流程工业自动化系统及装备技术国家重点实验室； 3.中国人民大学附属中学） 摘要：为了解决光伏电站阵列侧安装设备的就地供电问题，以节省电站建设过程中的施工工作量和使用的线 缆，本文设计了一个输出功率240W的DC/DC直流电源，该电源直接从光伏阵列取电，将阵列的高压直流电转 换为24V输出电压的低压直流电，供给就地安装设备。为了降低开关器件的耐压值，提高电源效率，该电源采 用了半桥三电平零电压开通软开关方案，文章详细分析了电源的主回路拓扑以及在设计过程中需要考虑的问 题，归纳了设计步骤，并据此设计制作了电源。最后，对电源进行了测试，测试数据表明，该电源满足要求。 关键词：半桥；TL-ZVS；三电平；软开关；光伏；开关电源 《冶金自动4f,)2013年s2 于G。和c4的存在，c，关断时电压不能突变，所以 c。近似为零电压关断。上述充放电回路的电感由 ￡。和￡f通过Tr映射到原边的电感串联组成，由于 输出滤波电感较大，可以认为这时候原边用来给 寄生电容充放电的电流j，是恒定不变的，因此，对 于超前管Q。来说，比较容易实现零电压开通。 在乞时刻，Q；关断，，D给Q：的寄生电容c2 充电，同时通过C。给Q，的寄生电容c3放电，此 时叱=一％(寄生电容c2两端电压)，‰的极性 从零变为负，变压器副边绕组电势有下正上负的 趋势，这使得D弛导通。由于D础和D尬同时导通， cdI，c丑—输入分压电容；Ql—Q4一四只开关管；DI～D．一对应 变压器副边电压被钳位到零，原边电压也为零，匕 开关管的内部寄生二极管；CI—c4—对应开关管的内部寄生电 容；D5，D6—钳位二投管；k硼谐振电感(包括变压器漏直接加载刭t上，原副边解耦。处于Freewheel(自 由续流)模式。此时，原边电路为二，与两个电容 感)；c_一飞跨电容；Tr—变压器；DRI，D陀一整流二极管；cf一 C：，C，并联构成的谐振电路，在谐振过程中，c2电 输出滤波电容；厶一输出滤波电感；焉d一负载电阻；％—输人电 压升高，c3电压降低，当c3电压降到零的时候， 压；K—输出电压；，。—输出电瀛；L—变压器原边电流；’，。一 Q，的寄生二极管D，自然导通，将Q，两端电压钳 整流输出电压。 圈1 D∥DC电源主回路 位在零，实现了Q，的零电压开通。另外，由于c2， c3的存在，Q：关断时其两端电压不能突变，所以 稳态下的主要工作波形。 Q2近似是零电压关断。谐振回路的电感仅为￡。， -- 该电感值通常较小，存储在其中的能量较小，所以