【導(dǎo)讀】熟悉逆變器設(shè)計(jì)的工程師都知道，要想設(shè)計(jì)出最劃算、性?xún)r(jià)比最高的變壓器，最明智的選擇就是使用IGBT，使用IGBT的非線(xiàn)性特性能夠使得導(dǎo)通壓降增加緩慢，從而大幅度降低了變壓器損耗，有效地提升逆變效率。本文就來(lái)由專(zhuān)家詳細(xì)講解高逆變效率的拓?fù)浜图夹g(shù)。
單相無(wú)變壓器式光伏逆變器拓?fù)?br />
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇和光伏逆變器額定輸出功率有關(guān)。對(duì)于4kw以下的光伏逆變器，通常選用直流母線(xiàn)不超過(guò)500V，單相輸出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
這個(gè)功能（圖1）可以通過(guò)以下的原理圖實(shí)現(xiàn)（圖2）。
圖2單相無(wú)變壓器式光伏逆變器原理圖
Boost電路通過(guò)對(duì)輸入電壓的調(diào)整實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。H橋逆變器把直流電逆變?yōu)檎医涣麟娮⑷腚娋W(wǎng)。上半橋的IGBT作為極性控制器，工作在50HZ，從而降低總損耗和逆變器的輸出電磁干擾。下半橋的IGBT或者M(jìn)OSFET進(jìn)行PWM高頻切換，為了盡量減小Boost電感和輸出濾波器的大小，切換頻率要求盡量高一些，如16KHz。
在這里推薦使用功率模塊來(lái)設(shè)計(jì)光伏逆變器，因?yàn)榘褕D2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的所有器件集成到一個(gè)模塊里面是因?yàn)檫@樣更加方便，安裝起來(lái)更加可靠。
對(duì)于電源模塊的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者必須首先保證，直流母線(xiàn)環(huán)路低電感的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須同時(shí)降低模塊內(nèi)部和外部的寄生電感。為了降低模塊內(nèi)部的寄生電感，必須優(yōu)化模塊內(nèi)部的綁定線(xiàn)，管腳布置以及內(nèi)部走線(xiàn)。為了降低模塊外部寄生電感，必須保證在滿(mǎn)足安全間距的前提下，Boost電路和逆變橋電路的直流母線(xiàn)正負(fù)兩端盡量靠近。
開(kāi)關(guān)管在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，綁定線(xiàn)的寄生電感會(huì)造成驅(qū)動(dòng)電壓的降低。從而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗的增加，甚至開(kāi)關(guān)波形的震蕩。在模塊內(nèi)部，通過(guò)給每個(gè)開(kāi)關(guān)管配置專(zhuān)有的驅(qū)動(dòng)管腳（直接從芯片上引出），這樣就可以保證在驅(qū)動(dòng)環(huán)路中不會(huì)有大電流流過(guò)，從而保證驅(qū)動(dòng)回路的穩(wěn)定可靠。這種解決方案目前只有功率模塊可以實(shí)現(xiàn)，單管IGBT還做不到。
本文針對(duì)一款高逆變效率的變壓器拓?fù)溥M(jìn)行了介紹。能夠提高逆變效率的變壓器拓?fù)洳⒉粌H僅局限于文中提到的這一種，有很多種方法都能實(shí)現(xiàn)逆變效率的提高。讀者們可以在閱讀過(guò)本文之后試著舉一反三，相信會(huì)有意想不到的收獲。
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