專利名稱：微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到并網(wǎng)逆變器諧流電流校正與抑制技術(shù)，具體是一種應(yīng)用于微小型功率并網(wǎng)逆變電源產(chǎn)品不需要主控MCU參與控制的小型功率逆變器諧波抑制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
并網(wǎng)技術(shù)中，并到電網(wǎng)的電流與電網(wǎng)電流同頻、同相，且并到電網(wǎng)的電流的幅值與電網(wǎng)電流的幅值成比例變化，此時(shí)基本不 生諧波，否則會(huì)產(chǎn)生大量諧波，污染公用電網(wǎng)?，F(xiàn)有大型并網(wǎng)逆變器主要采用功能強(qiáng)大的DSP(Digital Signal Processing數(shù)字信號處理)芯片進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控，輸出電流波形、并網(wǎng)相位及頻率控制，該類DSP芯片造價(jià)昂貴，在微小功率并網(wǎng)逆變電源使用造成產(chǎn)品成本過高，不利產(chǎn)品應(yīng)用推廣。由于成本壓力，目前微小功率并網(wǎng)逆變電源主要采用單級隔離SPWM(英文全稱為Sinusoidal Pulse Width Modulation,—種脈沖寬度調(diào)制方法)加全橋低頻換相電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配置相對低價(jià)位MCU進(jìn)行相位跟蹤及保護(hù)功能控制。產(chǎn)品在并網(wǎng)工作時(shí)，跟蹤相位、頻率出現(xiàn)誤差及電網(wǎng)電壓波形自身失真時(shí)容易出輸出電流波形失真而引起電流諧波失真現(xiàn)象，而該MCU運(yùn)算能力比較差不具備輸出電流波形實(shí)時(shí)運(yùn)算及跟蹤處理能力，造成輸出電流諧波無法抑制及校正，影響產(chǎn)品性能及安規(guī)認(rèn)證無法通過。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有的微小功率并網(wǎng)逆變采用MCU抑制諧波因MCU運(yùn)算能力差帶來的不具備輸出電流波形實(shí)時(shí)跟蹤進(jìn)而造成輸出電流諧波無法抑制及校正的技術(shù)問題，提供一種可實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)電壓波形進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸出電流與電網(wǎng)電壓幅值成比例的微小功率逆變器諧波抑制系統(tǒng)和方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，包括電網(wǎng)電壓采集模塊，輸入端接電網(wǎng)電壓整流后的得到倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓，并將所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓進(jìn)行比例縮放，得到與輸入的電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦波形電壓并輸出；恒脈寬PWM變換模塊，產(chǎn)生一個(gè)高頻固定占空比的PWM，并將所述PWM通過積分電路轉(zhuǎn)換成同頻的三角波輸出；PWM調(diào)制模塊，輸入端分別與所述電網(wǎng)電壓采集模塊和所述恒脈寬PWM變換模塊的輸出端相連，對輸入的所述正弦波形電壓與所述三角波進(jìn)行調(diào)制，得到一個(gè)與輸入正弦電壓同相、且占空比跟隨正弦波形幅度正比例變化的PWM調(diào)制脈沖信號并輸出； PWM驅(qū)動(dòng)模塊，輸入端與所述PWM調(diào)制模塊的輸出端相連，對輸入的PWM調(diào)制脈沖信號進(jìn)行幅度整形及電流放大后得到PWM驅(qū)動(dòng)波形并輸出；諧波抑制調(diào)節(jié)模塊，輸入端與所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端相連，控制受控開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間，跟蹤電網(wǎng)幅度變化，從而調(diào)節(jié)輸出電流波形的幅度與電網(wǎng)電壓形成同步。
上述微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，還包括，DC/DC變換模塊，輸入端與低壓直流電源相連，將輸入的低壓直流電壓變換成跟隨電網(wǎng)相位、頻率同步倍頻半周期的直流高電壓并輸出；濾波模塊，輸入端與所述DC/DC變換模塊的輸出端和所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊的輸出端連接，對所述DC/DC變換模塊輸出的所述直流高電壓進(jìn)行低通濾波，輸出只含低頻包絡(luò)的倍頻半周期正弦直流電壓；全橋逆變模塊，輸入端與所述濾波模塊的輸出端相連，用于對所述濾波模塊輸出的倍頻半周期正弦直流電壓進(jìn)行交流相位變換，得到倍頻全周期正弦直流電壓并輸出。所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊包括電阻Rl、電阻R2、電阻R10、電感L3和MOS管Ql，其中，所述電阻RlO和所述電阻R2的一端相連且它們的連接點(diǎn)與所述MOS管Ql的柵極相連；所述MOS管Ql的源極分別與所述電感L3和所述電阻Rl的一端相連，所述MOS管Ql的漏極與所述電阻Rl的另一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊的輸出端；所述電感L3不與所述電阻Rl直接相連的另一端接地。所述電網(wǎng)電壓采集模塊包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C2和放大器U2A，其中，所述電阻R8和所述電阻R9串聯(lián)連接，所述電阻R9遠(yuǎn)離所述電阻R8的一端構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊的一個(gè)輸入端，所述電阻R8遠(yuǎn)離所述電阻R9的一端與所述電阻R7的一端相連且它們連接點(diǎn)與所述放大器U2A的同相輸入端相連；所述電阻R7的另一端與所述電阻R6的一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊的另一個(gè)輸入端；不與所述電阻R7直接相連的所述電阻R6的另一端與所述電阻R5相連且它們的連接點(diǎn)與所述放大器U2A的反相輸入端相連；所述電阻R5的另一端與所述放大器U2A的輸出端相連且它們的連接點(diǎn)與所述電阻R4的一端相連，所述電阻R4的另一端與所述電容C2的一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊的輸出端，所述電容C2的另一端接地。所述恒脈寬PWM變換模塊包括電容C3和電阻RlI，其中，所述電容C3和所述電阻Rll相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述恒脈寬PWM變換模塊的輸出端，所述電阻Rll不與所述電容C3直接相連的一端構(gòu)成所述恒脈寬PWM變換模塊的輸入端；所述電容C3不與所述電阻Rn直接相連的一端接地。所述PWM調(diào)制模塊為放大器U2B，其中，所述放大器U2B的同相輸入端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊與所述電網(wǎng)電壓采集模塊連接的所述輸入端；所述放大器U2B的反相輸入端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊與所述恒脈寬PWM變換模塊相連的所述輸入端；所述放大器U2B的輸出端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊的輸出端。所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊包括電阻R3、三極管Q2和三極管Q3，其中，所述三極管Q2的基極和所述三極管Q3的基極相連且它們的連接點(diǎn)與所述電阻R3的一端相連，所述電阻R3的另一端構(gòu)成所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端；所述三極管Q2的發(fā)射極和所述三極管Q3的發(fā)射極相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端，所述三極管Q2的集電極接電源，所述三極管Q3的的集電極接地。同時(shí)，提供一種使用上述微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制方法，包括如下步驟，①將電網(wǎng)電壓經(jīng)過全橋整流得到倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓；
②經(jīng)所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓進(jìn)行比例縮放，得到與所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓同頻、同相、幅度一定的正弦波形電壓；③恒脈寬PWM變換模塊，產(chǎn)生一個(gè)高頻固定占空比的PWM，并將所述PWM通過積分電路轉(zhuǎn)換成同頻的三角波輸出；④對所述步驟②和所述步驟③中得到的所述正弦波形電壓與所述三角波進(jìn)行調(diào)制，得到一個(gè)與輸入正弦電壓同相、且占空比跟隨正弦波形幅度正比例變化的PWM調(diào)制脈沖信號；
⑤對所述PWM調(diào)制脈沖信號進(jìn)行幅度整形及電流放大后得到PWM驅(qū)動(dòng)波形；⑥根據(jù)所述步驟⑤中的PWM驅(qū)動(dòng)波形實(shí)時(shí)控制受控開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，進(jìn)而使輸出電流大小跟隨電網(wǎng)電壓波形幅度正比輸出。⑦將輸入的低壓直流電壓變換成跟隨電網(wǎng)相位、頻率同步倍頻半周期的直流高電壓并輸出；⑧對所述直流高電壓進(jìn)行低通濾波，輸出只含低頻包絡(luò)的倍頻半周期正弦直流電壓；⑨對所述濾波模塊輸出的倍頻半周期正弦直流電壓進(jìn)行交流相位變換，輸出電能到電網(wǎng)。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供了一種微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)和方法，通過電網(wǎng)電壓采集模塊、恒脈寬PWM變換模塊、PWM調(diào)制模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊和諧波抑制調(diào)節(jié)模塊控制并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓成比例變化，僅僅通過電路即可實(shí)現(xiàn)，諧波抑制效果好，彌補(bǔ)了現(xiàn)有微小功率逆變器使用的低價(jià)位MCU不能很好的跟蹤電網(wǎng)電壓帶來的缺陷。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例微小功率逆變器諧波抑制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例微小功率逆變器諧波抑制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖中附圖標(biāo)記表示為I-電網(wǎng)電壓采集模塊，2-恒脈寬PWM變換模塊，3-PWM調(diào)制模塊，4-PWM驅(qū)動(dòng)模塊，5-諧波抑制調(diào)節(jié)模塊，6-DC/DC變換模塊，7-濾波模塊，8-全橋逆變模塊。
具體實(shí)施例方式參見圖I和圖2所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微小功率逆變器諧波抑制系統(tǒng)包括電網(wǎng)電壓采集模塊I，輸入端接電網(wǎng)電壓整流后的得到倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓，并將所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓進(jìn)行比例縮放，得到與輸入的電網(wǎng)電壓同頻、同相、預(yù)定幅度的正弦波形電壓并輸出；恒脈寬PWM變換模塊2，產(chǎn)生一個(gè)高頻固定占空比的PWM，并將所述PWM通過積分電路轉(zhuǎn)換成同頻的三角波輸出；PWM調(diào)制模塊3，輸入端分別與所述電網(wǎng)電壓采集模塊I和所述恒脈寬PWM變換模塊2的輸出端相連，對輸入的所述正弦波形電壓與所述三角波進(jìn)行調(diào)制，得到一個(gè)與輸入正弦電壓同相、且占空比跟隨正弦波形幅度正比例變化的PWM調(diào)制脈沖信號并輸出；PWM驅(qū)動(dòng)模塊4，輸入端與所述PWM調(diào)制模塊3的輸出端相連，對輸入的PWM調(diào)制脈沖信號進(jìn)行幅度整形及電流放大后得到PWM驅(qū)動(dòng)波形并輸出；諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5，輸入端與所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊4的輸出端相連，控制受控導(dǎo)通元件的導(dǎo)通時(shí)間，跟蹤電網(wǎng)頻相、幅度變化，從而調(diào)節(jié)輸出電流波形的相位、幅度與電網(wǎng)電壓形成同步，抑制各次諧波。DC/DC變換模塊6，輸入端與低壓直流電源相 連，將輸入的低壓直流電壓變換成跟隨電網(wǎng)相位、頻率同步倍頻半周期的直流高電壓并輸出；濾波模塊7，輸入端與所述DC/DC變換模塊6的輸出端和所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5的輸出端連接，對所述DC/DC變換模塊6輸出的所述直流高電壓進(jìn)行低通濾波，輸出只含低頻包絡(luò)的倍頻半周期正弦直流電壓；全橋逆變模塊8，輸入端與所述濾波模塊7的輸出端相連，用于對所述濾波模塊7輸出的倍頻半周期正弦直流電壓進(jìn)行交流相位變換，得到倍頻全周期正弦直流電壓并輸出。其中，所述電網(wǎng)電壓采集模塊I包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C2和放大器U2A，其中，所述電阻R8和所述電阻R9串聯(lián)連接，所述電阻R9遠(yuǎn)離所述電阻R8的一端構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊I的一個(gè)輸入端，所述電阻R8遠(yuǎn)離所述電阻R9的一端與所述電阻R7的一端相連且它們連接點(diǎn)與所述放大器U2A的同相輸入端相連；所述電阻R7的另一端與所述電阻R6的一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊I的另一個(gè)輸入端；不與所述電阻R7直接相連的所述電阻R6的另一端與所述電阻R5相連且它們的連接點(diǎn)與所述放大器U2A的反相輸入端相連；所述電阻R5的另一端與所述放大器U2A的輸出端相連且它們的連接點(diǎn)與所述電阻R4的一端相連，所述電阻R4的另一端與所述電容C2的一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊I的輸出端，所述電容C2的另一端接地。所述恒脈寬PWM變換模塊2包括電容C3和電阻R11，其中，所述電容C3和所述電阻Rll相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述恒脈寬PWM變換模塊2的輸出端，所述電阻Rll不與所述電容C3直接相連的一端構(gòu)成所述恒脈寬PWM變換模塊2的輸入端；所述電容C3不與所述電阻Rll直接相連的一端接地。所述PWM調(diào)制模塊3為放大器U2B，其中，所述放大器U2B的同相輸入端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊3與所述電網(wǎng)電壓采集模塊I連接的所述輸入端；所述放大器U2B的反相輸入端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊3與所述恒脈寬PWM變換模塊2相連的所述輸入端；所述放大器U2B的輸出端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊3的輸出端。所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊4包括電阻R3、三極管Q2和三極管Q3，其中，所述三極管Q2的基極和所述三極管Q3的基極相連且它們的連接點(diǎn)與所述電阻R3的一端相連，所述電阻R3的另一端構(gòu)成所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊4的輸入端；所述三極管Q2的發(fā)射極和所述三極管Q3的發(fā)射極相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊4的輸出端，所述三極管Q2的集電極接電源，所述三極管Q3的的集電極接地。所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5包括電阻R1、電阻R2、電阻R10、電感L3和MOS管(金屬(metal)-氧化物(oxid)-半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管)Q1，其中，所述電阻RlO和所述電阻R2的一端相連且它們的連接點(diǎn)與所述MOS管Ql的柵極相連；所述MOS管Ql的源極分別與所述電感L3和所述電阻Rl的一端相連，所述MOS管Ql的漏極與所述電阻Rl的另一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5的輸出端；所述電感L3不與所述電阻Rl直接相連的另一端接地。本發(fā)明的上述諧波抑制系統(tǒng)實(shí)際上提供了一種抑制校正電路，是一種回路插入調(diào)制式方法，主要由所述電網(wǎng)電壓采集模塊I、恒脈寬PWM變換模塊恒脈寬PWM變換模塊2、PWM 調(diào)制模塊3、PWM驅(qū)動(dòng)模塊4、諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5組成，其中，電網(wǎng)電壓采集模塊I中的U2A為比例放大器，完成對電網(wǎng)電壓波形進(jìn)行縮放，輸出與電網(wǎng)頻率、相位相同，幅度比例縮小的電壓波形；所述恒同脈寬PWM變換模塊輸出的等幅三角波，電網(wǎng)電壓采集模塊I輸出的正弦波形電壓及恒脈寬PWM變換模塊2輸出等幅三角波形送到U2B輸入端進(jìn)行幅度比較，U2B輸出一個(gè)占空比隨電網(wǎng)電壓幅度正比變化的PWM經(jīng)U2B調(diào)制后，輸出的所述PWM經(jīng)所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊PWM驅(qū)動(dòng)模塊4整形及電流放大后，驅(qū)動(dòng)MOS管Ql導(dǎo)通與截止，實(shí)現(xiàn)輸出電流跟隨電網(wǎng)電壓變化的控制。Rl為抑制校正電路線性補(bǔ)償電阻，阻值大小根據(jù)電路參數(shù)設(shè)定。在MCU跟蹤電網(wǎng)相位及頻率出現(xiàn)誤差，在電網(wǎng)波形在零點(diǎn)時(shí)容易出現(xiàn)并網(wǎng)逆變電源現(xiàn)與電網(wǎng)電壓相位相反，并網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生尖峰電流，此時(shí)因電網(wǎng)電壓幅度較低，輸出PWM占空比較小，產(chǎn)品輸出電流主要經(jīng)過Rl回路，通過其阻值對尖峰電流進(jìn)行抑制及較正。隨著電網(wǎng)電壓幅度上升，RI補(bǔ)償作用逐步減小，輸出電流主要由PWM占空比控制，而PWM占空比大小與電網(wǎng)電壓幅度成正比關(guān)系，從而使輸出電流大小跟隨電網(wǎng)電壓波形幅度正比輸出，實(shí)現(xiàn)輸出電流諧波抑制校正。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，上述實(shí)施例中的所述電網(wǎng)電壓采集模塊I、所述恒脈寬PWM變換模塊2、所述PWM調(diào)制模塊3、所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊4和所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5 —起實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)電壓幅值的跟蹤，配合所述DC/DC變換模塊6、所述濾波模塊7和所述全橋逆變模塊8實(shí)現(xiàn)無諧波并網(wǎng)。作為上述實(shí)施例的變形，所述MOS管Ql可為其他受控開關(guān)元件代替，比如其他形式的場效應(yīng)晶體管、三極管和晶閘管等，只要能起到受控導(dǎo)通、關(guān)閉即能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。作為本發(fā)明的其他實(shí)施例，所述電網(wǎng)電壓采集模塊I、恒脈寬PWM變換模塊2、PWM調(diào)制模塊3、PWM驅(qū)動(dòng)模塊4、諧波抑制調(diào)節(jié)模塊5至少之一可由現(xiàn)有技術(shù)中的具有同樣功能的其他電路結(jié)構(gòu)替換，同樣實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。上述微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制方法，包括如下步驟，SOl :將電網(wǎng)電壓經(jīng)過全橋整流得到倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓；S02 :經(jīng)所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓進(jìn)行比例縮放，得到與所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓同頻、同相、幅度一定的正弦波形電壓；S03 :產(chǎn)生一個(gè)高頻固定占空比的PWM，并將所述PWM通過積分電路轉(zhuǎn)換成同頻的三角波輸出；S04 :對所述步驟S02和所述步驟S03中得到的所述正弦波形電壓與所述三角波進(jìn)行調(diào)制，得到一個(gè)與輸入正弦電壓同相、且占空比跟隨正弦波形幅度正比例變化的PWM調(diào)制脈沖信號； S05 :對所述PWM調(diào)制脈沖信號進(jìn)行幅度整形及電流放大后得到PWM驅(qū)動(dòng)波形；S06 :根據(jù)所述步驟S05中的PWM驅(qū)動(dòng)波形實(shí)時(shí)控制受控開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，進(jìn)而使輸出電流大小跟隨電網(wǎng)電壓波形幅度正比輸；S07 :將輸入的低壓直流電壓變換成跟隨電網(wǎng)相位、頻率同步倍頻半周期的直流高電壓并輸出；S08:對所述直流高電壓進(jìn)行低通濾波，輸出只含低頻包絡(luò)的倍頻半周期正弦直流電壓；S09 :對所述濾波模塊7輸出的倍頻半周期正弦直流電壓進(jìn)行交流相位變換，輸出電能到電網(wǎng)。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括 電網(wǎng)電壓采集模塊，輸入端接電網(wǎng)電壓整流后的得到倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓，并將所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓進(jìn)行比例縮放，得到與輸入的電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦波形電壓并輸出； 恒脈寬PWM變換模塊，產(chǎn)生一個(gè)高頻固定占空比的PWM，并將所述PWM通過積分電路轉(zhuǎn)換成同頻的三角波輸出； PWM調(diào)制模塊，輸入端分別與所述電網(wǎng)電壓采集模塊和所述恒脈寬PWM變換模塊的輸出端相連，對輸入的所述正弦波形電壓與所述三角波進(jìn)行調(diào)制，得到一個(gè)與輸入正弦電壓同相、且占空比跟隨正弦波形幅度正比例變化的PWM調(diào)制脈沖信號并輸出； PWM驅(qū)動(dòng)模塊，輸入端與所述PWM調(diào)制模塊的輸出端相連，對輸入的PWM調(diào)制脈沖信號進(jìn)行幅度整形及電流放大后得到PWM驅(qū)動(dòng)波形并輸出； 諧波抑制調(diào)節(jié)模塊，輸入端與所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端相連，控制受控開關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間，跟蹤電網(wǎng)幅度變化，從而調(diào)節(jié)輸出電流波形的幅度與電網(wǎng)電壓形成同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于還包括， DC/DC變換模塊，輸入端與低壓直流電源相連，將輸入的低壓直流電壓變換成跟隨電網(wǎng)相位、頻率同步倍頻半周期的直流高電壓并輸出； 濾波模塊，輸入端與所述DC/DC變換模塊的輸出端和所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊的輸出端連接，對所述DC/DC變換模塊輸出的所述直流高電壓進(jìn)行低通濾波，輸出只含低頻包絡(luò)的倍頻半周期正弦直流電壓； 全橋逆變模塊，輸入端與所述濾波模塊的輸出端相連，用于對所述濾波模塊輸出的倍頻半周期正弦直流電壓進(jìn)行交流相位變換，得到倍頻全周期正弦直流電壓并輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R10、電感L3和MOS管Q1，其中，所述電阻RlO和所述電阻R2的一端相連且它們的連接點(diǎn)與所述MOS管Ql的柵極相連；所述MOS管Ql的源極分別與所述電感L3和所述電阻Rl的一端相連，所述MOS管Ql的漏極與所述電阻Rl的另一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述諧波抑制調(diào)節(jié)模塊的輸出端；所述電感L3不與所述電阻Rl直接相連的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于所述電網(wǎng)電壓采集模塊包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C2和放大器U2A，其中，所述電阻R8和所述電阻R9串聯(lián)連接，所述電阻R9遠(yuǎn)離所述電阻R8的一端構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊的一個(gè)輸入端，所述電阻R8遠(yuǎn)離所述電阻R9的一端與所述電阻R7的一端相連且它們連接點(diǎn)與所述放大器U2A的同相輸入端相連；所述電阻R7的另一端與所述電阻R6的一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊的另一個(gè)輸入端；不與所述電阻R7直接相連的所述電阻R6的另一端與所述電阻R5相連且它們的連接點(diǎn)與所述放大器U2A的反相輸入端相連；所述電阻R5的另一端與所述放大器U2A的輸出端相連且它們的連接點(diǎn)與所述電阻R4的一端相連，所述電阻R4的另一端與所述電容C2的一端相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述電網(wǎng)電壓采集模塊的輸出端，所述電容C2的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于所述恒脈寬PWM變換模塊包括電容C3和電阻RlI，其中，所述電容C3和所述電阻Rll相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述恒脈寬PWM變換模塊的輸出端，所述電阻Rll不與所述電容C3直接相連的一端構(gòu)成所述恒脈寬PWM變換模塊的輸入端；所述電容C3不與所述電阻Rll直接相連的一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于所述PWM調(diào)制模塊為放大器U2B，其中，所述放大器U2B的同相輸入端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊與所述電網(wǎng)電壓采集模塊連接的所述輸入端；所述放大器U2B的反相輸入端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊與所述恒脈寬PWM變換模塊相連的所述輸入端；所述放大器U2B的輸出端構(gòu)成所述PWM調(diào)制模塊的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)，其特征在于所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊包括電阻R3、三極管Q2和三極管Q3，其中，所述三極管Q2的基極和所述三極管Q3的基極相連且它們的連接點(diǎn)與所述電阻R3的一端相連，所述電阻R3的另一端構(gòu)成所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端；所述三極管Q2的發(fā)射極和所述三極管Q3的發(fā)射極相連且它們的連接點(diǎn)構(gòu)成所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端，所述三極管Q2的集電極接電源，所述三極管Q3的的集電極接地。
8.一種使用如權(quán)利要求1-7任一所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制方法，其特征在于包括如下步驟， ①將電網(wǎng)電壓經(jīng)過全橋整流得到倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓； ②經(jīng)所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓進(jìn)行比例縮放，得到與所述倍頻正半周正弦電網(wǎng)電壓同頻、同相、幅度一定的正弦波形電壓； ③產(chǎn)生一個(gè)高頻固定占空比的PWM，并將所述PWM通過積分電路轉(zhuǎn)換成同頻的三角波輸出； ④對所述步驟②和所述步驟③中得到的所述正弦波形電壓與所述三角波進(jìn)行調(diào)制，得到一個(gè)與輸入正弦電壓同相、且占空比跟隨正弦波形幅度正比例變化的PWM調(diào)制脈沖信號; ⑤對所述PWM調(diào)制脈沖信號進(jìn)行幅度整形及電流放大后得到PWM驅(qū)動(dòng)波形； ⑥根據(jù)所述步驟⑤中的PWM驅(qū)動(dòng)波形實(shí)時(shí)控制受控開關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，進(jìn)而使輸出電流大小跟隨電網(wǎng)電壓波形幅度正比輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制方法，其特征在于在所述步驟⑥之后還包括如下步驟， ⑦將輸入的低壓直流電壓變換成跟隨電網(wǎng)相位、頻率同步倍頻半周期的直流高電壓并輸出； ⑧對所述直流高電壓進(jìn)行低通濾波，輸出只含低頻包絡(luò)的倍頻半周期正弦直流電壓； ⑨對所述濾波模塊輸出的倍頻半周期正弦直流電壓進(jìn)行交流相位變換，輸出電能到電網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微小功率并網(wǎng)逆變器諧波抑制系統(tǒng)和方法，具體提供了一種抑制校正電路，通過電網(wǎng)電壓采集模塊、恒脈寬PWM變換模塊、PWM調(diào)制模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊和諧波抑制調(diào)節(jié)模塊控制并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓成比例變化，僅僅通過電路即可實(shí)現(xiàn)，諧波抑制效果好，彌補(bǔ)了現(xiàn)有微小功率逆變器使用的低價(jià)位MCU不能很好的跟蹤電網(wǎng)電壓帶來的缺陷。
文檔編號H02M1/12GK102624208SQ20121012137
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者章華歲, 鄭明亮, 黃耀林 申請人:樂清市海鳥能源科技有限公司