实现高效可靠的太阳能逆变器设计

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