一种基于CCM模式的微逆变器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于CCM模式的微逆变器及其控制方法，该微逆变器采用通用ARM芯片STM32作为微逆变器控制系统的主控芯片，利用芯片的AD转换、定时器、温度传感器和内嵌Flash等固有功能，完成微逆变器AD转换、PWM波占空比控制，掉电保护和温度保护的要求，降低系统总成本；该控制方法使得微逆变器反激变换电路工作于CCM模式，减小开关频率，使得通用ARM芯片STM32的控制得以实现，同时降低开关损耗，减小对滤波器的要求，进一步降低系统成本，提高工作效率，实测最高效率可达94.63%。

主权项

一种基于CCM模式的微逆变器，包括交错反激变换电路(102)、全桥逆变电路(103)、EMI滤波电路(104)和控制系统(106)，所述交错反激变换电路的输入端与光伏电池(101)相连，所述交错反激变换电路、全桥逆变电路、EMI滤波电路的输入端相连及电网(105)依次相连，所述光伏电池的两端、交错反激变换电路中的MOS管开关控制端、交错反激变换电路中变压器原边、全桥逆变电路中MOS管和晶闸管开关控制端及EMI滤波电路与电网的连接端均与控制系统相连，其特征在于，所述控制系统包括主控芯片(1061)、电压采样电路(1062)、电流采样电路(1063)、交错反激变换电路驱动电路(1064)及全桥逆变电路驱动电路(1065)，电压采样电路(1062)、电流采样电路(1063)、交错反激变换电路驱动电路(1064)及全桥逆变电路驱动电路(1065)均与主控芯片(1061)相连；所述控制系统的主控芯片为STM32芯片，STM32芯片通过交错反激变换电路驱动电路(1064)对交错反激变换电路中的MOS管Q₁、Q₂进行控制，STM32芯片通过全桥逆变电路驱动电路(1065)对全桥逆变电路中的MOS管S₃、S₄、晶闸管S₁、S₂进行控制，所述STM32芯片完成一次AD转换的时间分为两个PWM波周期，在第一个PWM周期STM32芯片利用电压采样电路(1062)和电流采样电路(1063)实时采集变压器T1原边电流I_p1、全桥逆变电路的输出电压v_inv和输出电流i_AC、电网电压v_grid，在第二个PWM周期采集光伏电池电压V_PV以及交错反激变换电路中I_p2；所述EMI滤波电路为单级LC滤波电路；所述STM32芯片内部传感器实现对微逆变器的温度保护：根据热传导模型和实测结果，按照以下公式预测变压器的温度，当变压器温度高于65℃时，控制芯片发出控制信号使得微逆变器中所有的开关管断开：$T_s=\frac{Q\delta }{A\lambda }+T_c$其中，为单位面积传递的热量，δ为两个变压器与STM32芯片之间的距离的平均值，λ为微逆变器机壳内胶体的导热系数，T_c为STM32芯片内部传感器所测温度。