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并网逆变器实训系统

指导书

2014年9月

北京海瑞克科技发展有限公司

实验一并网逆变系统基本认识

一、实验目的

1、了解并网逆变系统基本知识。

2、了解并网逆变器的基本结构。

3、了解并网逆变的基本原理。

二、实验设备

光伏并网逆变实验箱一台。

三、实验原理

1.1光伏并网逆变实训系统组成

光伏逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于

把直流电力转换成交流电力。

光伏并网逆变系统主要由升压回路和全桥逆变回路组成。

1、升压回路：升压回路包括BOOST升压电路、推挽升压电路

以及桥式整流电路。光伏组件输出电压（低压）经过BOOST升压电

路和推挽升压电路之后变为高频高压交流电压，再经过桥式整流电路

变为高压直流电压，为后级桥式逆变电路提供直流电压。

2、全桥逆变回路：高压直流电压经过全桥逆变电路后变为工频

的交流电压输出给电网。

1.2并网逆变器原理

逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变

压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直

流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，

在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必

须设计升压电路。

中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升

压逆变电路三种。推挽电路将升压变压器的中性插头接于正电源，两

只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功光伏并网逆变器率晶

体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏

感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利

用率低，带动感性负载的能力较差。

全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲

宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，

即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下

桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电

源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通

电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。

实验一升压电路驱动波形的测量

一、实验目的

1、理解BOOST电路的工作原理。

2、理解推挽升压电路的工作原理。

3、学会硬件调节信号的脉宽及频率并学会使用示波器观察。

二、实验设备

并网逆变实验箱一台、示波器一台。

三、实验原理

BOOST电路

1、BOOST电路原理

BOOST电路是一种开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入

电压高。

1.1基本电路图（下图）

假定那个开关已经断开了很长时间，所有的元件都处于理想状态，

电容电压等于输入电压。

下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路

1.2充放电过程

在充电过程中，开关闭合，等效电路如下图，开关处用导线代替。

这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直

流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大

小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。

放电过程如下图，这是当开关断开时的等效电路。当开关断开

时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而

是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开，于是电感

只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，

此时电压已经高于输入电压了，升压完毕。

说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸

收能量，放电时电感放出能量。

如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个

持续的电流。

如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入

电压的电压。

2、BOOST电路计算及元器件选型

2.1占空比

Vi*Ton/L=(Vo-Vi)*Toff/L

D=(Vo-Vi)/Vo

D—占空比

2.2电感选择

dIL=Vi*Ton/L

dIL=0.2IL_avg=0.2Iin