隨著綠色電力運(yùn)動(dòng)勢(shì)頭不減，包括家電、照明和電動(dòng)工具等應(yīng)用，以至其他工業(yè)用設(shè)備都在盡可能地利用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)。為了有效地滿足這些產(chǎn)品的需求，電源設(shè)計(jì)師正通過(guò)最少數(shù)量的器件、高度可靠性和耐用性，以高效率把太陽(yáng)能源轉(zhuǎn)換成所需的交流或者直流電壓。要為這些應(yīng)用以高效率生產(chǎn)所需的交流輸出電壓和電流，太陽(yáng)能逆變器就需要控制、驅(qū)動(dòng)器和輸出功率器件的正確組合。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在這里展示了一個(gè)針對(duì)500W功率輸出進(jìn)行優(yōu)化，
隨著綠色電力運(yùn)動(dòng)勢(shì)頭不減，包括家電、照明和
電動(dòng)工具等應(yīng)用，以至其他工業(yè)用設(shè)備都在盡可能地利用
太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)。為了有效地滿足這些產(chǎn)品的需求，
電源設(shè)計(jì)師正通過(guò)最少數(shù)量的器件、高度可靠性和耐用性，以高效率把太陽(yáng)能源轉(zhuǎn)換成所需的交流或者直流電壓。
要為這些應(yīng)用以高效率生產(chǎn)所需的交流輸出電壓和
電流，太陽(yáng)能
逆變器就需要控制、驅(qū)動(dòng)器和輸出
功率器件的正確組合。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在這里展示了一個(gè)針對(duì)500W功率輸出進(jìn)行優(yōu)化，并且擁有
120V及60Hz頻率的單相正弦波的直流到交流逆變器設(shè)計(jì)。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，有一個(gè)DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器連接到光伏電池板，為這個(gè)功率轉(zhuǎn)換器提供
200V直流輸入。不過(guò)在這里沒(méi)有提供太陽(yáng)能電池板的詳細(xì)資料，因?yàn)槟欠矫娌皇俏覀冇懻摰闹攸c(diǎn)。
現(xiàn)在，市場(chǎng)上有不同的高級(jí)功率
開(kāi)關(guān)，例如金屬氧化物半導(dǎo)體
FET(
MOSFET)，雙極型
三極管(BJT)，以及絕綠柵雙極晶體管(IGBT)來(lái)轉(zhuǎn)換功率。然而，這個(gè)應(yīng)用要達(dá)到最高的轉(zhuǎn)換效率和性能要求，就要選擇正確的功率晶體管。
多年來(lái)的調(diào)查和分析顯示，IGBT比其他功率晶體管有更多優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)中包括更高電流能力，利用電壓而非電流來(lái)進(jìn)行柵極控制，以及能夠與一個(gè)超快速恢復(fù)
二極管協(xié)同封裝來(lái)加快關(guān)斷速度。此外，工藝技術(shù)及器件結(jié)構(gòu)的精細(xì)改進(jìn)也使IGBT的開(kāi)關(guān)性能得到相當(dāng)?shù)母纳�。其他�?yōu)點(diǎn)還包括更好的通態(tài)性能，以及擁有高度耐用性和寬安全工作區(qū)。在考慮這些質(zhì)量之后，這種功率逆變器設(shè)計(jì)就會(huì)選用高電壓IGBT，作為功率開(kāi)關(guān)的必然之選。
因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)所實(shí)施的逆變器拓?fù)鋵儆谌珮颍杂嘘P(guān)的太陽(yáng)能逆變器采用了4個(gè)高電壓IGBT，如圖1所示。在這個(gè)電路中，Q1和Q2晶體管被指定為高側(cè)IGBT，而Q3和Q4則為低側(cè)功率器件。為了要保持總功率耗損處于低水平，但功率轉(zhuǎn)換則擁有高效率，設(shè)計(jì)師要在這個(gè)DC/AC逆變器解決方案正確應(yīng)用低側(cè)和高側(cè)IGBT組合。
圖1 采用4個(gè)IGBT的逆變器設(shè)計(jì)
溝道和平面IGBT
為了要同時(shí)把諧波和功率損耗降到最低，逆變器的高側(cè)IGBT利用了脈寬調(diào)制(PWM)，同時(shí)低側(cè)功率器件就用60Hz進(jìn)行變化。通過(guò)把PWM頻率定在20kHz或以上操作，高側(cè)IGBT有50/60Hz調(diào)制，輸出
電感器L1和L2便可以保持實(shí)際可行的較少尺寸，提供有效的諧波
濾波。再者，逆變器的可聽(tīng)聲也可以降到最低，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)頻率已經(jīng)高于人類的聽(tīng)覺(jué)范圍。
