本文介绍了一种独立运行的 DC-AC 逆变器设计,可直接从太阳能光伏 (PV) 向负载提供电能,而无需通过电池。在无电池太阳能光伏中,太阳能光伏的输出电压始终根据太阳辐射和温度而变化,因此对具有恒定输出电压的 DC-AC 逆变器进行建模成为一个挑战。该设计由升压转换器、H 桥开关和驱动器以及 LC 滤波器组成,用于产生正弦交流电压作为输出到负载。为确保恒定的逆变器输出电压,该设计配备了基于电压控制模式的闭环 PI 控制器。该设计由 PSIM 建模和仿真。PV 直流输入根据辐照值 (W/m 2 ) 设定变化,输出连接到额定电压为 220 Vac 和标称电流为 3.4 A 的负载。结果表明,在辐照度变化为 600-1500 W/m 2 时,逆变器能够维持 220 Vac 0.91%、50 Hz 的输出电压,这仍然在基于标准的电压范围内。DC-AC 逆变器在 600 W/m 2 时产生的效率为 97.7%,在 1500 W/m 2 时产生的效率为 83.6%。
一些设计挑战[18,19]。有源电感使用晶体管构建,因此电压摆幅低于无源电感,因为晶体管需要较大的电压余量。并且晶体管的非线性特性使有源电感的电感阻抗随偏置点而变化[20]。当有源电感工作在相对较大的电压摆幅下时,输出阻抗的变化很大。为了增加输出电压摆幅,做了一些其他的工作[21-23]。它们克服了阈值电压的限制,因此所需的电压余量降低了,但是晶体管非线性的影响仍然存在。为了使阻抗变化可接受,它们仅对输出电压摆幅提供有限的增加。
HANGZHOU ZHENGXIN MICRO-ELECTRONICS CO.,LTD 地址:杭州市西湖区西园八路 2 号 C 座 3 楼 电话: 0571-89908068 89908067 89908066 传真: 0571-89908137 邮编: 310030 网址: http://www.chiptrue.com 符号 参数 条件 范围 单位 Vcc 电源电压 -0.3 ~ 7 V VI 输入电压 -0.3 ~ Vcc+ 0.3 V VO 输出电压 -0.3 ~ Vcc+ 0.3 V Tst 储存温度 -40 ~ 125 ℃ Top 工作温度 - 20 ~ 70 ℃ Pdis 最大功耗 Vcc = 6V (空载) 10 mW
硅电池的输出电压较小,一个电池的输出电压约为 0.6 V。要达到 24 V 的输出电压,至少需要 40 个电池。CPV GaAs 电池的电压大约高出 4 倍。一个电池的输出电压约为 3 V。要达到 24 V 的输出电压,只需要 8 个电池。达到所需电压所需的电池数量越少,CPV 面板的可靠性就越高。
EMP8130-XXVN05NRR -------------------------------------------------- XX 输出电压 -------------------------------------------------- VN05 SOT-23-5 封装 -------------------------------------------------- NRR RoHS 和无卤素封装 额定值:-40 至 85°C 卷带封装 EMP8130-XXFJ04NRR -------------------------------------------------- XX 输出电压 -------------------------------------------------- FJ04 uDFN-4 封装 -------------------------------------------------- NRR RoHS 和无卤素封装 额定值:-40 至 85°C 卷带封装 EMP8130-XXVN03NRR -------------------------------------------------- XX 输出电压 -------------------------------------------------- VN03 SOT-23-3 封装 -------------------------------------------------- NRR RoHS 和无卤素封装 额定值:-40 至 85°C 卷带封装 EMP8130-XXFK06NRR -------------------------------------------------- XX 输出电压 -------------------------------------------------- FK06 TDFN-6 封装 -------------------------------------------------- NRR RoHS 和无卤素封装额定值:-40 至 85°C 卷带封装
本文讨论了一种环耦合降压型逆变器系统,该系统利用直流电源的能量。DC-DC 降压转换器电路经过 H 桥改造,可将直流输入电压转换为可用的交流输出电压。基于无源性的控制 (PBC) 和端口控制汉密尔顿模型 (PCHM) 是一种在控制系统时不仅考虑系统的能量特性,还考虑固有物理结构的方法。应用 PBC 可将交流输出电压稳定在所需的幅度和频率。相位角或频率不同步的输出电压会对系统造成不利影响。环结构采用 PLL 来保持环耦合系统中所有逆变器单元的交流输出电压同步。
如图 2.1 (b) 所示,差分增益 (A d ) 定义为输出电压 (图 2.1 (a) 中的 V out ) 除以差分输入电压 (图 2.1 (b) 中的 Vi1 和 Vi2 )。除此之外,共模增益 (A CM ) 定义为输出电压 (图 2.1 (a) 中的 V out ) 除以共模输入电压 (图 2.1 (b) 中的 ViCM )。差分增益表示没有噪声扰动的理想信号增益。共模增益表示共模噪声对输出电压的贡献。