太阳能光伏逆变器拓扑结构及设计思路

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们必须保证在满足安全间距的前提下，boost电路和逆变桥电路的直流母线正负两端尽量靠近。

　　(2) 给快速开关管配置专有的驱动管脚

　　开关管在开关过程中，绑定线的寄生电感会造成驱动电压的降低。从而导致开关损耗的增加，甚至开关波形的震荡。在模块内部，通过给每个开关管配置专有的驱动管脚(直接从芯片上引出)，这样就可以保证在驱动环路中不会有大电流流过，从而保证驱动回路的稳定可靠。这种解决方案目前只有功率模块可以实现，单管igbt还做不到。

　　图4显示了vincotech公司最新推出的光伏逆变器专用模块flowsol-bi(p896-e01)，它集成了上面所说的优点。

　　图4 flowsol-bi boost电路和全桥逆变电路

4.3 技术参数

　　(1) boost电路由mosfet(600v/45mω)和sic二极管组成;

　　(2) 旁路二极管主要是当输入超过额定负载时，旁路boost电路，从而改善逆变器整体效率;

　　(3) h桥电路上半桥由75a/600v igbt和sic二极管组成，下半桥由mosfet(600v/45mω)组成;

　　(4) 集成了温度检测电阻。

　5 单相无变压器光伏逆变器专用模块flowsol0-bi的效率计算

　　这里我们主要考虑功率半导体的损耗，其他的无源器件，如boost电感，输出滤波电感的损耗不计算在内。

　　基于这个电路的相关参数，仿真结果如下：

　　条件

　　●pin=2kw;

　　●fpwm = 16khz;

　　●vpv-nominal = 300v;

　　●vdc = 400v。

　　根据图5、6的仿真结果可以看到，模块的效率几乎不随负载的降低而下降。模块总的欧洲效率(boost+inverter)可以达到98.8%。即使加上无源器件的损耗，总的光伏逆变器的效率仍然可以达到98%。图6虚线显示了使用常规功率器件，逆变器的效率变化。可以明显看到，在低负载时，逆变器效率下降很快。

　　图5 boost电路效率仿真结果 ee=99.6%

　　图6 flowsol-bi逆变电路效率仿真结果-ee=99.2%标准igbt全桥-ee=97.2% (虚线)

6 三相无变压器光伏逆变器拓扑结构介绍

　　大功率光伏逆变器需要使用更多的光伏电池组和三相逆变输出(见图7)，最大直流母线电压会达到1000v。

　　图7 三相无变压器式光伏逆变器功能图

　　这里标准的应用是使用三相全桥电路。考虑到直流母线电压会达到1000v，那开关器件就必须使用1200v的。而我们知道，1200v功率器件的开关速度会比600v器件慢很多，这就会增加损耗，影响效率。对于这种应用，一个比较好的替代方案是使用中心点箝位(npc=neutral point clamped)的拓扑结构(见图8)。这样就可以使用600v的器件取代1200v的器件。