太阳能光伏发电系统为半导体行业带来新机会 2

　　在光伏发电系统中，除了防止蓄电池过充和过放、防反充电等的控制器之外。逆变器也是光伏发电系统中的另一个关键部件，光伏发电系统用的逆变器对可靠性和逆变效率有很高的要求，其中，如何提高逆变器的DC/AC转换效率是业内面临的关键挑战之一。

　　光伏发电系统逆变器：半导体行业发展的新机遇

　　逆变器电路的基本框图如图3所示，首先，由DC/DC转换(图中没有显示DC/DC转换和调整部分)提升或降低输入的电压，调节其输出以实现最大的效率。在经过一些附加的电压缓冲之后，左侧电桥中的MOSFET通常由18~20KHz的开关频率，把DC电压转换为AC电压。一般来说，单相H桥是DC/AC级的常见配置，但是，也可以采用三相和其它配置。最后，低通滤波器平滑由开关切换产生的交变电压，从而产生用于并网光伏发电系统的正弦交流电输出。

图3  逆变器电路的基本方框图

　　一般来说，输入直流电压要比交流输出电压的电平要高，但是，由太阳能电池板提供的输入源电压通常没有那么高，因此，系统可以在交流输出一侧采用变压器提升电压，或在DC/DC转换级提升直流电压。

　　在变压器方案中，虽然它增加重量和逆变器的体积，并增加成本及造成转换效率的降低，但是，通过隔离变压器两侧的电路，它们提高了电路保护和人的安全性，防止直流电流到交流电一侧，而交流电的漏电流也不会造成光伏电池板与地之间的潜在问题。

　　在不采用变压器的系统中，为了防止负载切换时或者当外电路有严重扰动时烧毁MOSFET，在设计中要采用一种剩余电路保护器件(RCD)来监测各相的电流，如果电流超过某个数值，该器件就会触发保护继电器断路，从而保护转换和充电电路部分，使之免受电网上电压浪涌的破坏。

　　此外，如果电力线受到破坏或被迫关闭，逆变器就要停止向用电设备或电网供电。如果电力线电压偏低或欠压、或出现巨大的扰动时，要采用一种用于“非孤岛”逆变器的传感器来感测这种情况。当出现这种情况时，逆变器将自动地关闭向电网供电，或把电力传输到其它地方，从而防止它成为电力发电的“孤岛”。

　　正如DC/AC转换的效率取决于输入电压一样，电池充电的效率也取决于输入电压。光伏板由于受到季节、云层覆盖及日照时间的影响，电池的充电状态也会不断地变化。