探讨光伏逆变器的设计

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　　摘 要 光伏逆变器包括前级升压环节和后级逆变环节。前级升压环节完成12VDC到220VDC的变换，包括逆变电路、变压器升压电路和整流电路三部分。后级逆变环节完成220VDC到220VAC的变换，包括逆变电路和LC滤波电路。逆变电路的控制通过DSP生成PWM或SPWM波，通过光耦隔离和放大，完成对MOSFET的控制。
　　关键词 光伏;逆变;整流;SPWM波;PWM波;MOSFET
　　引言
　　光伏逆变器是一个将直流电通过某种方式转换成交流电的转换装置，是太阳能发电系统中不可或缺的一部分。当下人们生活水平逐渐提高，人们在高效率的工作和快节奏的生活中，小型逆变器尤为必要[1]。
　　1 光伏逆变器原理框图
　　前级升压由12V低压电源直流电通过驱动4个MOS管逆变成交流电，再通过变压器升压和整流电路变成220V直流电。后级逆变电路将220V直流电通过逆变电路和滤波电路输出220V交流电。
　　前级升压的逆变过程是通过DSP产生PWM波再通过光耦合放大两个环节驱动。后级逆变的过程是通过DSP产生SPWM波再通过光耦合放大驱动MOSFET。以后级逆变过程为例，其工作原理就是先由DSP裝置输出两路高频SPWM波，然后按照SPWM控制的基本原理，在正弦波调制波和三角载波相比较的时刻，最后运算得到HCPL2232引脚6和引脚7的波形，两者完全相反。再通过两个IR2110驱动器控制MOS管的开断。构成了全桥逆变，实现了将220v直流转变为220v交流的电路[2]。
　　2 典型电路环节介绍
　　2.1 提速电路
　　IR2110驱动电路和IRFP460 MOS管因栅极引线，接地环路引线和内部寄生电感，使电路导通TRFP460的栅极震荡现象，这种现象使IRFP460的开关增加损耗，而且电磁兼容也不受控制。所以要在栅极和驱动之间串联一个10r的电阻，可以调节其开关断开和闭合的速度，也减少了MOS管的振铃现象和电磁干扰[3]。
　　2.2 自举电路
　　自举电路又被称升压电路，它是由高频输出超快恢复类二极管SF18和升压电解电容10UF50V组成。升压电解电容吸收电压之后放出的电压，以及由电源VCC所接入的电压。它放出的电压与导入VCC的电压相互叠加，使其输出的电压上升。所以有些电路增加的电压是电源电压的几倍。
　　3 实验波形测试
　　SPWM波经过HCPL2232芯片两路的输出，然后再经过两个IR2110芯片的升压和自举电路以及独立的高低通道，控制四根MOS管的开关形成H桥的逆变电路。然后再接入220V直流电导入到MOS管的漏级和源极，经过电感的滤波作用，使其最终输出稳定的220V50Hz的正弦交流电[4]。
　　4 结束语
　　本文设计了一款光伏逆变器，通过设计整体方案和仿真，论证了方案的有效性。通过对逆变器硬件电路的焊接和调试，实现了原理样机。本光伏逆变器具有效率高，体积小，成本低等特点。
　　参考文献
　　[1] 赵良炳.现代电力电子技术[M].北京：清华大学出版社，2016：101.
　　[2] 曲学基.逆变技术基础与应用[M].北京：电子工业出版社，2007：79.
　　[3] RadioCorporationofAmerica. RCA silicon power circuits manual[M].RCA，1969：339.[4] Howard w.johnson. High Speed Digtal Design [M] prentice Hall，2013：53.
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