光伏发电体系是运用电子组件将太阳能转化为电能，逆变器作为整个体系的中心，一般又分为阻隔型和非阻隔型两大类，假如将两种类型的逆变器长处结合，对整个光伏发电体系的功率、可靠性、运用寿命的进步以及下降本钱都是至关重要的。
本文首要介绍一种运用LLC谐振电路进行高频光伏并网逆变器规划，将阻隔型和非阻隔型的长处结合，既减轻了分量、缩小了体积、下降了本钱，又进步了电能质量和安全性。并且由于运用LLC谐振电路能够完成DC-DC级功率器材的软开关，能够大大下降功率器材的开关损耗，因而能显着进步整个体系的转化功率和器材的运用寿命。
光伏并网逆变器结构及根本原理
体系规划结构
选用LLC阻隔的光伏并网逆变器结构如图1所示，它包括DC-DC直流升压级和DC-AC逆变级两级结构，前级担任对太阳能电池阵列传送过来的直流电进行升压和最大功率盯梢，后级担任对前级传送过来的直流电进行逆变，最终经过滤波电路后进行并网。
作业原理
光伏并网逆变器经过使功率器材有规则的注册、关断来操控电能的传输，功率器材的注册关断选用脉冲宽度调制（PWM）办法来操控。太阳能电池发生的直流电首要送给DC-DC电路，DC-DC级履行最大功率点盯梢（MPPT）算法，使太阳能电池一向作业在最大功率点。
经过最大功率点盯梢操控后DC-DC电路将太阳能电池的电能进行升压变成合适DC-AC级的直流电，然后送到DC-AC级将直流电改换成交流电。操控器对采样电路采纳的电网电压或电流相位进行盯梢核算，然后经过调理DC-DC级功率器材开关使逆变器的输出电流与电网电压同频同相，最终经过输出滤波电路或阻隔变压器将电能输送到电网。本文DC-DC级输入200~300 V，输出400 V直流电压，输出功率500 W，满载时功率因数不低于94%.DC-AC级输入直流电压400 V，功率等级600 W，功率因数为1.
LLC电路剖析
本文选用LLC谐振电路替代工频变压器进行阻隔，这是跟传统光伏并网逆变器所不同的当地，也是其长处地点。传统工频阻隔变压器体积大、粗笨、本钱高，选用LLC谐振电路进行阻隔能够大大缩小逆变体系的体积，进步功率和功率密度。LLC谐振电路是在传统的串联谐振电路基础上，将变压器励磁电感Lm串联在谐振回路中，构成一个LLC谐振电路。比较传统的串联谐振电路，由于增加了一个谐振电感，使得电路谐振频率下降，无需运用额定辅佐网络就能够完成全负载规模内的开关管零电压开关；其次，变压器副边整流二极管能够有条件的作业在零电压关断，减小了二极管反向恢复所发生的损耗；并且其合适作业在宽的电压输入规模下，输入电压越高，功率越高，在作业点最优时可取得97%的转化功率
本文选用了一个半桥LLC串联谐振电路，如图2所示。半桥LLC串联谐振电路包括输入电容C1、C2，MOSFET Q1、Q2，谐振电感Lr，谐振电容Cr，变压器T1，输出整流二极管D1 ~ D4和输出电容C3。
由于增加了一个谐振电感，LLC谐振电路具有两个谐振频率，一个是谐振电感Lr和谐振电容Cr的谐振频率fr，另一个是Lm加上Lr与Cr的谐振频率fm。核算公式如下：
在串联谐振电路中，作业频率fs高于fr时才干确保开关管作业在ZVS状况，而在LLC电路中，只需确保fs高于fm就能完成开关管的ZVS.下面临它的作业进程进行简略剖析。
LLC电路依据开关频率规模能够分为四种方式，本文只评论fr》fs》fm方式下的作业原理，一个开关周期内整个作业进程如下所述，作业波形如图3所示，PS1，PS2分别为Q1，Q2的驱动脉冲波形：
［t0 – t1］阶段：t0时间谐振电流为负，Q1体二极管导通，Q1两头电压钳位在0，此刻让Q1导通为零电压导通。能量从电源正极流向C1，C2中点，Lr，Cr谐振，谐振电流ILr经过开关管Q1并以正弦方式逐步上升，流过变压器原边的电流IT1为谐振电流ILr与励磁电流ILm之差，变压器原边电压极性上正下负，副边极性也为上正下负，因而D1、D4天然导通，变压器原边电压被钳位在nVo（n为变压器变比），励磁电流线性上升。
经过半个周期谐165现代电子技能2013年第36卷振时Q1仍处于导通状况。半个周期之后谐振电流开端减小，励磁电流持续线性上升，t1时间谐振电流与励磁电流持平。
［t1 – t2］阶段：t1时间谐振电流ILr等于励磁电流ILm，变压器原边电压为0，副边电压也为0，副边整流二极管悉数截止，原边不再向副边供给能量，励磁电感Lm开端参加谐振。由于Lm要比Lr大许多，LLC谐振周期显着变长，所以谐振电流根本不变。t2时间Q1关断。
［t2 – t3］阶段：t2时间Q1关断，此刻Q2也处于关断状况，电路进入死区时间。谐振电流ILr对Q2的结电容放电，当它的电压降到0时，体二极管导通，变压器原边绕组极性变为上负下正，副边整流二极管D2、D3天然导通，励磁电感Lm电压被输出电压钳位，不再参加谐振。谐振电流开端以2πLrCr为周期程正弦规则减小，励磁电流线性减小。t3时间Q2零电压注册。
［t3 – t4］阶段：t3时间Q2零电压注册，与第一阶段相似，Lr、Cr谐振，谐振电流以正弦方式减小，励磁电流线性减小。t4时间谐振电流等于励磁电流。
［t4 – t5］阶段：t4时间开端变压器原边电压为0，副边整流二极管悉数截止，原边不再向副边供给能量，励磁电感不再被输出电压钳位，开端参加谐振。LLC谐振电流根本不变。
［t5 – t6］阶段：与［t2 – t3］阶段相似，电路进入死区时间，Q1、Q2悉数关断，谐振电流ILr对Q1的结%&&&&&%充电，当它的电压等于电源电压时，体二极管导通，变压器原边绕组极性上正下负，副边整流二极管D1、D4天然导通，励磁电感Lm电压被输出电压钳位，不再参加谐振。
谐振电流开端以2πLrCr为周期程正弦规则增大，励磁电流线性增大。t6时间Q1零电压注册，开端进入下一个周期。
在［t1 – t2］阶段和［t4 – t5］阶段，假定谐振电流不变，设为Im，则输出电压Uo可表明为：
式中：Ui为输入电压；T为开关周期；Ts为Lr和Cr谐振时的谐振周期。从式中能够看出，当T = Ts即fr = fs时这种情况下［t1 – t2］阶段和［t4 – t5］阶段将不存在，谐振电流是朴实的正弦波，副边整流电路输出电流临界接连，均方根值最小，开关管导通损耗最小，电路功率最高［8］。所以，当LLC电路作业在谐振频率时，功率最高。本文中LLC电路的首要效果便是阻隔，在确保阻隔的基础上要使功率最高，因而本文中使开关管的开关频率等于谐振频率。
最大功率点盯梢操控战略
最大功率盯梢根本原理
太阳能电池是一种非线性直流电源，它的输出受太阳光照条件的和温度等环境影响非常大。在必定太阳照度和必定结温的条件下，当光伏电池的端电压（电流）发生改动时，其作业点也会沿着曲线改动。可是，必定会存在一个点，使得太阳能电池输出的功率最大。这一点就被称为最大功率点，寻觅这一最大功率点的技能就被称为最大功率盯梢技能（Maximum Power Point Track-ing，MPPT）。
在惯例的线性体系电气设备中，为了取得最大功率需求使负载的电阻等于电源内阻。但太阳能电池是一个非线性电源，它的内阻受环境影响而不断改动，为了进行负载电阻匹配然后取得最大功率，就需求不断调整负载阻值。DC-DC改换器的等效电阻跟开关管的作业状况有关，因而能够经过调理它的占空比来改动它的等效电阻，使它的等效阻值一向等于太阳能电池的内阻，这样就能够使太阳能电池一向作业在最大功率点。
这便是光伏并网逆变器最大功率盯梢的根本原理。
最大功率盯梢算法
现在常用的最大功率盯梢算法首要有稳定电压盯梢法、扰动观察法、电导增量法等几种，其间电导增量法以优秀的盯梢功能倍受青睐。下面简略介绍其作业原理。图4是太阳能电池特性曲线图。由图能够看出，在最大功率点的时分功率曲线斜率为0，即功率P对电压V的导数为0，所以有dPdU =0，又由于P=UI，所以：
由上式可知，当输出电导的改动量等于输出电导的负数时，太阳能电池作业在最大功率点。详细完成办法是：经过检测太阳能电池的输出电压和电流，依据上一个采样周期电压和电流的值核算出改动量；然后判别电压的改动量是否为零。若为零，再判别电流的改动量是否为零，若都为零，则表明阻抗共同，则参阅电压Vref不变，占空比不变。若电压改动量为零，电流改动量不为零，则表明光照强度有改动，依据电流的改动方历来决议扰动方向。当电压改动量不为零时，判别是否契合上式，若契合，表明在最大功率点。若电导改动量大于负电导值，则表明功率曲线斜率为正，功率点在最大功率点左边，需求增大Vref，反之需求减小Vref。
结语
本文鉴于传统光伏并网逆变器运用工频变压器进行阻隔的缺乏而提出了一种运用半桥LLC串联谐振电路进行阻隔的光伏并网逆变器规划方案，该规划方案经过将传统变压器阻隔型光伏并网逆变器和选用LLC谐振电路阻隔的光伏并网逆变器进行比照剖析可知，半桥LLC串联谐振电路能完成开光管的零电压开关，减小开关损耗，然后
