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。

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