一种零电流转换H6结构非隔离光伏并网逆变器资料.docx

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.01.004文章编号：0258-8013 (2014) 01-0032-08中图分类号：TM 46一种零电流转换H6结构非隔离光伏并网逆变器肖华锋，刘隰蒲，兰科(东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096)Zero-current-transitionH6TypeTransformerless PVGrid-connectedInvertersXIAO Huafeng, LIU Xipu,LAN Ke(School ofElectrical Engineering, Southeast University, Nanjing210096, JiangsuProvince, China)ABSTRACT:Lowleakagecurrentandhighefficiencyaretwo key indexes for transformerless PV grid-connected inverter. The transformerless inverter has superior efficiency thanks to savingthetransformer,butitsswitchesworkathard-switchingstate at present. This paper presents a new zero-current- transitionH6typetransformerlessPVgrid-connectedinverter, thezero-currentturn-offofthehighfrequencymainswitches, and the zero-current turn-on of the auxiliary switches are achieved by introducing two resonant tanks. The operation principle, soft-switching conditions, duty cycle restrict, andresonant tank parameters design rule are analyzed in detail. Finally, the validity of the zero-voltage-transition full bridge inverter is verified by a prototype ratedat 50kHz, 1kW.KEY WORDS: grid-connected inverter; transformerless; zero-current-transition; resonant tank摘要：非隔离型单相光伏并网逆变器的漏电流和效率是两个 关键指标。非隔离型并网逆变器相比隔离型结构有效率优 势，但到目前为止，非隔离型并网逆变器的高频开关仍然工 作在硬开关状态。提出一种零电流转换H6结构非隔离光伏 并网逆变器，通过引入两组谐振支路可以实现高频主开关的 零电流关断，及高频辅助开关管的零电流开通。详细分析了 新型逆变器的工作模态、软开关条件、占空比约束条件和谐 振参数设计方法，并通过一台50kHz、1kW原理样机验证 新型逆变器的可行性。关键词：并网逆变器；非隔离；零电流关断；谐振0 引言非隔离型光伏并网逆变器已在分布式光伏发电系统中占主流，受到国内外学者的广泛关注[1-2]。其 中，追求高效率是推动非隔离并网逆变器发展的最基金项目：国家自然科学基金项目；教育部博士点基金 项目(20120092120054)。Project SupportedbyNational Natural ScienceFoundationof China ; the Ph.D. Programs Foundation of Ministry of Education ofChina(20120092120054).大动力。当前提高非隔离型并网逆变器，特别是单 相非隔离并网逆变器变换效率的主要途径有：提出 新型的多电平拓扑结构(以五电平为主流[3-5])，或采 用新型的功率器件，如SiC型、GaN型功率管等[6-7]。单相五电平非隔离并网逆变器可降低开关管的电压应力和减小滤波器体积及损耗，有利于提高变 换效率，但大幅增加的功率器件数量和分压电容均 衡问题使得电路可靠性降低和控制复杂度增加，同 时成本降低并不明显；新型功率半导体器件的应用 对提高非隔离并网逆变器变换效率是根本性的，是 推动电力电子技术发展的源动力。但现阶段新型材 料的功率器件仍然存在