基于IGBT光伏發(fā)電逆變電路的設計

Q1～Q4是4個IGBT功率開關管，其中Q1和Q3為超前臂，Q2和Q4為滯后臂，Q1和Q3超前于Q2和Q4一個相位，當Q1和Q4關斷，Q2和Q3導通時，UAB兩端電壓等于V1兩端電壓，電容器C1被電源電壓V1充電。當Q3由導通到關斷時，電容器C3被充電，電感L1釋放能量，使得電容器C1諧振放電，直到電容器C1上的電壓為零，使Q1具備了零電壓導通的條件，同理可知超前臂Q3的零電壓導通原理。當Q1和Q4導通，Q2和Q3關斷時，AB兩端電壓等于V1兩端電壓，電容器C3處于充電狀態(tài)，當Q1和Q4持續(xù)導通時，電感L2與電容C8產(chǎn)生諧振，因此，電容C8被充電。當Q1由導通到關斷時，電容C1被充電，使得C3開始放電，AB兩端電壓減小，使得C8諧振放電，C8持續(xù)放電，最后使得二極管D7續(xù)流，Q4的驅動脈沖持續(xù)下降直到零，最終完成了Q4的零電流關斷。同理可知滯后臂Q2的零電流關斷原理。
因此可以說超前臂Q1和Q3分別通過并聯(lián)電容器C1和C3來完成零電壓導通和關斷，進而減小開關損耗；滯后臂Q2和Q4則是通過輔助電路中對C8放電，使流過變壓器原邊的電流減小到零進而完成零電流導通和關斷。

3 實驗結果
根據(jù)以上分析，實驗結果如圖5所示。

一般電路波形接近方波部分說明其輸出含有較多的諧波分量，這樣會使系統(tǒng)產(chǎn)生不必要的附加損耗，如圖5是采用IGBT的改進電路，其波形很接近正弦波，理想的正弦波其總諧波畸變度為零，但實際生活中很難達到這樣的水準，因此基本達到要求，同時由于PIC16F873單片機具有多路PWM發(fā)生器，又具有更好的輸出正弦波的特點，因此驗證了實驗的可行性，達到了預期效果。

4 結語
通過對器件的比較與分析，電路的改進與優(yōu)化，集成電路EXB841本身內部含有過電流保護電路，解決了絕緣柵雙極晶體管IGBT對驅動電路部分的要求，而且減少了外部電路的設計，使得整個設計過程簡單、方便。軟開關技術則解決了IGBT導通與關斷時流過電流與其上電壓過大的問題，最終整個系統(tǒng)的驅動損耗和開關損耗大大減少，輸出波形是較為穩(wěn)定的正弦波，進而提高了整個系統(tǒng)的工作效率。