本发明实施例涉及光伏发电,尤其涉及一种boost电路临界导通的调制方法和电子设备。
背景技术:
1、boost电路因其结构简单、易于控制、可靠性高,在通信领域、可再生能源系统、汽车电子等多个场合得到了广泛应用。近年来,得益于宽禁带半导体器件的发展和应用,boost电路的高频化发展加速。然而,开关频率的提升将使开关损耗成比例增加,加剧开关管发热,导致变换器效率及可靠性降低。因此,开关损耗是影响boost电路高频高效运行的重要因素,功率开关器件的软开关实现方法研究具有重要的理论与应用意义。
2、boost电路可工作在三种不同的模式下,分别为连续导通模式(continuousconduction mode,ccm)、临界导通模式(boundary conduction mode,bcm)及断续导通模式(discontinuous conduction mode,dcm)。所谓临界导通模式是指在一个开关周期内,流经电感的电流线性下降到零后,开关再次导通,电感电流线性上升。临界导通模式下boost电路具有以下特点:续流二极管零电流(zero current switch,zcs)关断。当流经续流二极管的电流减小至过零时,二极管自然关断,同时开关管zcs开通,从而开关管的导通损耗得以减少。因此,功率损耗得到有效减少,大幅提升了开关管与续流二极管的可靠性。电感电流峰值和流过开关管的峰值电流是输入电流峰值的两倍,故此方法不适合大功率场合。
3、对于ccm下的boost电路,由于其电感电流连续而无法反向流动,须增加辅助电路以将电感电流转移到其他支路,从而为主开关管的零电流软开关(zero currentswitching,zcs)提供条件。在大功率场合中,该方法应用广泛。然而,针对中小功率应用,辅助电路的引入增加了boost电路成本,且令电路结构更加复杂,在造成额外损耗的同时,降低了boost电路的可靠性。工作于bcm与dcm下的boost电路在电感电流为0时,开通主开关管,可在无辅助电路的情况下降低开关损耗。
4、图1是一种用于功率因数校正器的boost电路,参考图1,图1示例性的示出了boost电路为单相boost电路的情况。此外,bcm下的交错并联boost电路也多用于功率因数校正(power factor correction,pfc)电路。但是在该应用中,输入电压有效值和输出电压近似为恒定值,当开关管的导通时间为一恒定值时,输入电流与输入电压成比例,输入电流自然就呈正弦形状,即实现了功率因数校正。而对于两级式光伏逆变器,前级boost电路的pv侧(光伏组件)输入电压和输出侧母线电压都不是一个常数电压值,若要实现bcm导通,开关管导通时间,开关频率都将变化,因此,无法采用常用的载波和调制波对比的调制办法。目前,缺乏基于两级式光伏逆变器所用前级boost电路的bcm调制方法。
技术实现思路
1、本发明提供一种boost电路临界导通的调制方法和电子设备,具有更小的电感纹波,电感电流应力也随之降低,降低了损耗,电路结构简单,不增加成本,可靠性高。
2、根据本发明的一方面,提供了一种boost电路临界导通的调制方法,应用于两级式光伏逆变器,所述两级式光伏逆变器包括:前级boost升压电路,所述前级boost升压电路包括:第一升压电感、第一开关管以及第一续流二极管,所述第一开关管与光伏组件以及后级逆变电路连接,所述第一升压电感连接在所述光伏组件和所述第一开关管之间,所述第一续流二极管连接在所述第一开关管和所述后级逆变电路之间;
3、boost电路临界导通的调制方法包括:
4、根据所述第一升压电感的参考电流和前级boost升压电路的升压占空比计算所述第一开关管的载波周期;
5、根据所述第一开关管的载波周期计算所述第一开关管的载波值;
6、根据所述第一开关管的载波值确定所述第一开关管的载波,将所述第一开关管的载波与所述前级boost升压电路的升压占空比对比生成所述第一开关管的开关信号。
7、可选地,所述第一开关管的载波周期的计算公式如下:
8、
9、其中,tb为载波周期,lb1为第一升压电感,ilbref为第一升压电感的参考电流,d为前级boost升压电路的升压占空比,vpv为光伏输入电压。
10、可选地,所述根据所述第一开关管的载波周期计算所述第一开关管的载波值包括:
11、判断载波标志位是否等于1,若是,则将所述第一开关管的载波值进行累加;
12、若否,则将所述第一开关管的载波值进行累减。
13、可选地,所述将所述第一开关管的载波值进行累加之后还包括:
14、判断累加之后的载波值是否大于等于1,若是,则令载波值等于1,载波标志位等于0;
15、若否,则生成所述第一开关管的载波。
16、可选地,所述将所述第一开关管的载波值进行累减之后还包括:
17、判断累减之后的载波值是否小于等于0,若是,则令载波值等于0,载波标志位等于1;
18、若否,则生成所述第一开关管的载波。
19、可选地,所述前级boost升压电路还包括:第二升压电感、第二开关管、第二续流二极管,所述第二开关管与所述光伏组件以及所述后级逆变电路连接,所述第二升压电感连接在所述光伏组件和所述第二开关管之间,所述第二续流二极管连接在所述第二开关管和所述后级逆变电路之间;
20、所述根据所述第一开关管的载波值确定所述第一开关管的载波之后,还包括:建立主从关系生成所述第二开关管的载波。
21、可选地,所述建立主从关系生成所述第二开关管的载波之后,还包括:将所述第二开关管的载波与所述前级boost升压电路的升压占空比对比生成所述第二开关管的开关信号。
22、可选地,所述第一开关管的载波和所述第二开关管的载波的波形为三角波或锯齿波。
23、可选地,所述将所述第一开关管的载波与所述前级boost升压电路的升压占空比对比生成所述第一开关管的开关信号包括:
24、所述第一开关管的载波大于所述前级boost升压电路的升压占空比,生成所述第一开关管的开关信号为高电平;
25、所述第一开关管的载波小于所述前级boost升压电路的升压占空比,生成所述第一开关管的开关信号为低电平。
26、根据本发明的另一方面,还提供了一种电子设备,该电子设备包括:
27、一个或多个处理器;
28、存储器,用于存储一个或多个程序;
29、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所述的boost电路临界导通的调制方法。
30、本发明实施例的技术方案,提出一种用于两级式光伏逆变器的boost电路或交错并联boost电路临界导通的调制设计方法,可根据前级boost升压电路的升压占空比、光伏输入电压、第一升压电感的参考电流实时计算第一开关管的每一个载波周期,并生成第一开关管的载波,从而实现第一开关管的临界导通。无需使用计数方式,实时对比前级boost升压电路的升压占空比和载波即可得到第一开关管的导通信号。临界导通模式设计实现了第一开关管的零电流软开关导通,降低了损耗,电路结构简单,不增加成本,可靠性高。相比较于dcm,具有更小的电感纹波,电感电流应力也随之降低。综上所述,本发明解决了现有技术引入辅助电路增加了boost电路成本,且令电路结构更加复杂,在造成额外损耗的同时,降低了boost电路的可靠性的问题;还解决了现有技术缺乏基于两级式光伏逆变器所用前级boost电路的bcm调制方法的问题。
31、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种boost电路临界导通的调制方法,应用于两级式光伏逆变器,其特征在于,所述两级式光伏逆变器包括:前级boost升压电路,所述前级boost升压电路包括:第一升压电感、第一开关管以及第一续流二极管,所述第一开关管与光伏组件以及后级逆变电路连接,所述第一升压电感连接在所述光伏组件和所述第一开关管之间,所述第一续流二极管连接在所述第一开关管和所述后级逆变电路之间;
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一开关管的载波周期的计算公式如下:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一开关管的载波周期计算所述第一开关管的载波值包括:
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述第一开关管的载波值进行累加之后还包括:
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述第一开关管的载波值进行累减之后还包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述前级boost升压电路还包括:第二升压电感、第二开关管、第二续流二极管,所述第二开关管与所述光伏组件以及所述后级逆变电路连接,所述第二升压电感连接在所述光伏组件和所述第二开关管之间,所述第二续流二极管连接在所述第二开关管和所述后级逆变电路之间;
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述建立主从关系生成所述第二开关管的载波之后,还包括:将所述第二开关管的载波与所述前级boost升压电路的升压占空比对比生成所述第二开关管的开关信号。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一开关管的载波和所述第二开关管的载波的波形为三角波或锯齿波。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述第一开关管的载波与所述前级boost升压电路的升压占空比对比生成所述第一开关管的开关信号包括:
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
