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摘 要

当环境和能源逐渐成为人们频繁提及的词汇，意味着这两个问题已经和人们的生活密切相关。近些年，太阳能光伏发电作为未来最有优势的能源，获得了愈来愈多的关注，微型逆变器作为光伏发电的核心部件也引起了研究热潮。

反激逆变器存在副边输出电流纹波大、功率容量较小等缺点；交错并联反激逆变器存在开关器件多、所需驱动电路多、控制方式复杂等缺点。针对上述问题，本文提出一种新型正反激光伏并网逆变器结构，该逆变器采用双变压器结构，双变压器可以相互分担功率、减小单个磁性元件尺寸，且反激变压器可以兼做副边电源侧输出滤波电感；副边仅用两个开关管，控制方式简单，可靠性高。本文对该逆变器的电路拓扑、工作模态、特性、控制策略等进行深入分析。最后通过用saber软件对其进行了仿真，验证了该逆变器结构的可行性。

关键词：微型逆变器 有源箝位 正反激 软开关

The design and research of active clamping Forward-Flyback Converter

Abstract

When environmental and energy gradually become people often mention the words, mean the two problems are closely related to people's life.In recent years,the core component of photovoltaic power generation system research of micro inverter also gradually become a research hotspot.

The flyback inverter is vice side output current ripple shortcomings and so on large power capacity is small.Interleaved flyback micro-inverter is more needed to drive circuit switch device.And interleaved flyback micro-inverter shortcomings such as complex control method.Aim at above problems,a active clamping forward-flyback micro-inverter with 35V DC input and 220V AC output and the power of which is 500W has been implemented to verify the theoretical and simulation analysis.The inverter adopts the double structure of transformer.Double transformer can share their power to decrease the size of a single magnetic components.And the flyback transformer can do vice edge and output filter inductance power supply side.Vice side with only two switch tube, control method is simple, high reliability.This paper analyzes the operating modal and character and the structure of the inverter,selects the appropriate control strategy. At last, by using saber software for the simulation,we verify the feasibility of the inverter structure.

Key Words: micro inverter; active clamping;forward-flyback;soft switching

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2光伏逆变器的分类 1

1.2.1集中型逆变器 1

1.2.2串级型逆变器 2

1.2.3多串级型逆变器 2

1.2.4 AC模块逆变器 2

1.3光伏微逆变器研究现状 5

1.3.1有源箝位正激变换器 5

1.3.2交错反激型微逆变器 7

第二章 基于有源箝位正反激微逆变器的设计与研究 10

2.1电路拓扑 10

2.2工作原理 11

第三章 特性分析 18

3.1输入输出关系、纹波、匝比 18

第四章 逆变器控制电路设计 22

4.1开关电源控制方式分析 22

4.2 控制电路设计 23

第五章 仿真 24

5.1 仿真电路 24

5.2仿真结果 25

结语 29

参考文献 30

致谢 32

第一章 绪论

1.1课题背景

近年来，世界工业化的大树以惊人的速度繁荣生长，全球各个国家对能源的需求量愈来愈难以满足。而对传统的例如煤炭、石油或者天然气等能源，是地球经过亿万年风云变幻，沧海桑田的变化累积而来，在地球上的储量有限，面对人类过度的挖掘和采集，在相当长的时期内不能够再生，地球的储存量日益减少，人类面临无化石能源可用是可预料的事情。二来使用化石能源不可避免地对大自然产生了难以修复的损失，只追求经济利益而忽视对生态的破坏所造成的后果已经渗透到生活的点点滴滴。所以，开发新的清洁能源是目前人类面对的一大挑战，其中最具潜力的便是太阳能。一来使用太阳能不会排放污染物，能够直接用于生产生活；二来，它辐射到地球的总量十分惊人，就目前全球所需的电能而言，仅为其十万分之一。因此，太阳能发电即光伏发电对减缓目前面对的环境和能源问题有不可取代的地位。

之前，由于对光伏发电的相关研究还在发展阶段，国家没有大力支持。但我国经济正在快速发展，煤炭、石油、天然气等能源消耗量惊人，而因此产生的环境问题也给人们的日常生活带来了负面影响，对大自然更是产生了不可逆转的破坏，因此新能源的开发对目前的中国来说是迫切需要解决的问题。在第十二五年规划期间，光伏发电市场的趋势是向全产业链发展，晶硅、组件以外的配套设备将受到市场与政策的进一步关注，这是必然的趋势。

现在，关于光伏发电相关设备的研究已经达到了一定程度，国家的政策也开始大力支持，是时候大力发展光伏发电并将其投入工业化使用。因此现在应该深入研发光伏发电的相关技术，逆变器的研究是其中的重点所在，本文便是以逆变器为研究对象展开分析。

1.2光伏逆变器的分类

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