论文总字数：19904字

摘 要

随着化石燃料不断使用以及生态环境的严重污染，人类正面临着能源短缺问题，世界各国政府已达成共识，决定逐步改变能源消费结构，大力发展可再生能源，走可持续发展的道路。

太阳能对于人类来说是取之不尽用之不竭的，具有清洁，环保，易于利用等优点，被认为是最有发展前景的技术之一，在太阳能开发利用过程中,逆变器技术发展起到了至关重要的作用。然而逆变器的电路拓扑结构和控制技术是逆变器的重点，好的逆变器拓扑结构和控制技术不仅能够优化逆变器自身的性能,还能提高电能利用率,降低成本。

本文采用了一种两级式结构拓扑的变换器，前级DC/DC变换器采用有源箝位拓扑，后级DC/AC变换器采用全桥逆变拓扑。本文第一章首先介绍光伏发电的研究背景、现状及其发展前景，本文重点研究逆变器，介绍了逆变器的发展和现状。第二章给出有源箝位倍压整流微逆变器电路结构图；详细分析了前级DC/DC变换器的工作原理及其实现软开关的条件，详细介绍了后级逆变电路的基本原理，对后级DC/AC逆变电路进行了设计，采用了单相全桥逆变电路，前后两级结合时对低频纹波进行了分析，还设计了死区电路、电压电流采样电路以及滤波电路。第三章详细介绍了PWM控制基本原理，介绍了单极性调制和双极性调制，后面还给出了逆变电路的谐波分析。第四章首先给出了前后两级在saber仿真下的拓扑结构图，给出了通过PI调节、PWM调制后输出电压波形，以及采样电流波设计采用了LC滤波，验证了其可行性。

关键词：光伏逆变器 两级式 有源箝位 全桥逆变

Active clamp voltage doubler rectifier inverter design

ABSTRACT

With the continued use of fossil fuels as well as the ecological environment of serious pollution, mankind is facing energy shortages, governments around the world have reached a consensus, decided to gradually change the energy consumption structure, vigorously develop renewable energy, take the road of sustainable development.

Solar energy for humans is inexhaustible, has the advantage of clean, environmentally friendly, easy to use and so on, is considered one of the most promising technologies in the process of development and utilization of solar inverter technology played a crucial role. However, the inverter circuit topology and control technology is the focus of an inverter, a good inverter topology and control technology can not only optimize the performance of the inverter itself, but also to improve energy efficiency and reduce costs.

This paper uses a two-stage structure topology converter, pre-DC / DC converter using the active clamp topology stage DC / AC converter with full-bridge inverter topology. The first chapter introduces the research background of photovoltaic power generation, status and development prospects, the paper focuses on the inverter, introduced the development and current status of the inverter. The second chapter gives the active clamp voltage doubler rectifier micro inverter circuit diagram; detailed analysis of the working principle of the preceding stage DC / DC converter and achieve soft switching conditions, detailing the level of the inverter circuit The basic principle of the post-stage DC / AC inverter circuit has been designed, with a single-phase full-bridge inverter circuit, the low frequency ripple when levels were analyzed before and after the combination, also designed the dead zone circuit, voltage and current sampling circuit and a filter circuit. The third chapter introduces the basic principles of harmonic analysis PWM control, modulation introduced unipolar and bipolar modulation, the latter also gives the inverter circuit. The fourth chapter gives the levels before and after the simulation in saber under the topology given by PI regulator, the output voltage waveform after the PWM modulation, and sampling the current wave design uses an LC filter to verify its feasibility.

Keywords: PV inverter two type full-bridge inverter active-clamp

目录

摘 要

ABSTRACT

目录

第一章 绪论

1.1光伏发电的研究背景

1.2光伏发电现状及其发展前景 2

1.2.1国内外光伏发电的前景预测

1.2.2光伏发电面临问题

1.3光伏并网逆变器的分类

1.4国内外逆变器发展现状 

1.5本文主要研究内容

第二章 有源箝位倍压整流逆变器设计 7

2.1光伏并网发电系统的基本结构

2.2并网逆变器的拓扑选择

2.3有源箝位倍压整流微逆变器结构

2.4 前级DC/DC变换器

2.4.1 工作原理[15]

2.5 软开关的实现[16]

2.6 DC/DC变换器主电路设计

2.7后级DC/AC变换器

2.7.1逆变电路的基本工作原理[17]

2.8 后级DC/DC单相全桥逆变器的设计

2.8.1死区电路设计[18]

2.8.2输出滤波器设计

2.8.3 电流电压采样电路的设计

2.8.4 PI 调节电路

2.9 低频纹波问题分析

2.9.1低频纹波特性

2.9.2纹波抑制常用方法

2.10 本章小结

第三章 PWM控制技术

3.1 PWM控制的基本原理^[17]

3.2 PWM逆变电路基本原理及其控制方法

3.2.1计算法

3.2.2调制法

3.2.3 PWM逆变电路的谐波分析[18]

3.3本章小结

第四章 仿真实验研究

4.1 DC/DC变换器主电路仿真设计

4.2 DC/AC变换器主电路仿真设计

4.3本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

1. 绪论

1.1光伏发电的研究背景

目前，由于化石能源的广泛使用，已对人类的生存环境带来了严重的后果，世界每年生产约1吨的温室气体，造成空气污染很严重，同时使得地球地表温度逐年抬高，近二千年来，全世界二氧化碳排放量迅速增长，假如不加以控制，南、北极的冰山将因温室效应融化，这可能会使海平面上升几米，因此人类生存空间的四分之一将处于危险之中。此外环境恶化会造成的“黑洞”，己经使人类即将直接面临太阳光紫外线的照射,因此全球各国都在努力寻找可持续发展和生态环境无污染的新能源。图1-1是各种能源可以使用的时间，太阳能作为高效、无污染的新能源以及取之不尽，用之不竭已成为当今能源结构的重要组成部分。未来太阳能的应用的重点仍将将重在光伏发电技术。

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