高效太阳能逆变器设计

实现更高效可靠的太阳能逆变器设计2009-05-0711:24:49文章来源：电子工程专辑我来说两句(0)···导读:由于能源需求不断增长，有报告称中国到2010年将成为头号二氧化碳排放国；而化石能源的稀缺，使可再生能源成为全球性话题。·关键字·太阳能??逆变器??半导体??·ace=Arial>作者：苏宇??由于能源需求不断增长，有报告称中国到2010年将成为头号二氧化碳排放国；而化石能源的稀缺，使可再生能源成为全球性话题。因此发展太阳能光伏技术成为中国节能减排战略中的关键。《电子工程专辑》市场分析报告指出，2008年中国大陆光伏电池产量已居全球第一，拥有诸如尚德、晶澳、中电光伏和天合等一批光伏电池精英生产商。而金融危机同时也给了中国太阳能光伏产业一个整合与升级的良机。当前，太阳能光伏市场(包括光伏模块和逆变器)正以每年约30%的年累积速度增长。太阳能逆变器的作用是将随太阳能辐射及光照变化的DC电压转换成为电网兼容的AC输出；而对于广大电子工程师而言，太阳能逆变器是一个值得高度关注的技术领域。因此下文将介绍太阳能逆变器设计所需注意的技术要点、挑战以及相应的解决方法。基本设计标准基于太阳能逆变器的专用性以及保持设计的高效率，它需要持续监视太阳能电池板阵列的电压和电流，从而了解太阳能电池板阵列的瞬时输出功率。它还需要一个电流控制的反馈环，用于确保太阳能电池板阵列工作在最大输出功率点，以应付多变的高输入。目前，太阳能逆变器已有多种拓扑结构，最常见的是用于单相的半桥、全桥和Heric(Sunways专利)逆变器，以及用于三相的六脉冲桥和中点钳位（NPC）逆变器；图1所示是这些逆变器的拓扑图(Microsemi图源)。同时，设计还需遵从安全规范，并在电网发生故障的时候可以快速断开与电网的连接。因此，太阳能逆变器的基本设计标准包括额定电压、容量、效率、电池能效、输出AC电源质量、最大功率点跟踪（MPPT）效能、通信特性和安全性。?图1a：半桥逆变。图1b：全桥逆变器?图1c：Heric逆变器?图1d：三相桥逆变器。图1e：NPC三级逆变器额定电压：太阳能逆变器的主要功能是把来自光伏面板（有时是经过稳压的DC电压）的可变DC电压转换为AC电压以驱动负载或