光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路

　　圖16所示結(jié)構(gòu)允許純無功負(fù)載，能夠提高對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，也能滿足雙向功率流動，例如實(shí)現(xiàn)高效電池充電。如果應(yīng)用sic肖特基二極管，這種電路結(jié)構(gòu)的歐洲效率

　　圖16 適應(yīng)無功負(fù)載的全mosfet拓?fù)?/p>

　　7.2 三相光伏逆變器拓?fù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/結(jié)構(gòu)">結(jié)構(gòu)

　　對于npc拓?fù)涞娜喙夥?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/逆變器">逆變器也可以做類似的改進(jìn)。

　　以一相為例，在2kw額定輸出時(shí)，三電平逆變器(見圖17)可以達(dá)到99.2%的歐效(見表2)。稍作改動，該拓?fù)渚涂梢詫?shí)現(xiàn)無功功率流動。

　　圖17 三電平逆變器

　　在輸出與直流母線間增加1200v二極管后，該拓?fù)?見圖18)就可以輸出無功功率。同時(shí)也可以用作高效率的雙向逆變器，實(shí)現(xiàn)能量的反向變換。為了減小損耗，d3，d4推薦使用sic二極管。

　　圖18 可實(shí)現(xiàn)無功功率輸出的npc拓?fù)淠孀兤?/p>

　　但由于1200v的sic價(jià)格過高，圖19所示的拓?fù)鋵且环N比較好的選擇。

　　圖19 可實(shí)現(xiàn)無功功率輸出的npc拓?fù)淠孀兤?增加了2個(gè)sic二極管和4個(gè)si二極管)

　　這種拓?fù)渲皇褂昧藘蓚€(gè)600v的sic二極管(d4，d6)。d3和d5采用快速si二極管，d7和d8采用小型si二極管，用來防止sic二極管過壓損壞。

　　這里是否可能也全部采用mosfet來實(shí)現(xiàn)呢?答案是可以的，前提是需要把mosfet的體二極管旁路掉。這可以通過把上下半橋的輸出端子分開并配上各自的濾波電感來實(shí)現(xiàn)。

　　圖20的電路拓?fù)淇梢蕴岣咴谳p載時(shí)的效率。

　　圖20 采用mosfet實(shí)現(xiàn)無功功率輸出的npc拓?fù)淠孀兤?/p>

　　圖21是全采用mosfet方案和混合型方案在額定功率2kw時(shí)的效率比較。

　　圖21 全采用mosfet方案和混合型方案在額定功率2kw時(shí)的效率比較

　　其歐效可以從99.2%提高到99.4%。無功功率由1200v快速二極管通路實(shí)現(xiàn)。在選擇二極管時(shí)，推薦使用sic二極管，這樣可以在反向變換時(shí)，達(dá)到更高的效率。或者如圖22所示，d4和d6采用600v sic二極管，另外四個(gè)采用快恢復(fù)si二極管。

　　圖22 采用2個(gè)sic二極管、4個(gè)si二極管和分別輸出方式的npc逆變器拓?fù)?/p>

　　8 結(jié)束語

　　這些新的拓?fù)涫沟媚孀兤鞯男誓軌蜻_(dá)到更高的歐效等級。即使在輸出功率為0.4kw時(shí)，我們?nèi)匀豢梢赃_(dá)到最高的效率，這也使得可以通過模塊并聯(lián)來進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量。此時(shí)可以非常容易的計(jì)算出投資回報(bào)率，從而也顯示出效率等級在光伏逆變器應(yīng)用中的重要作用。

　　對無功功率輸出的改善同樣使得這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擁有以下特性和更廣泛的應(yīng)用：

　　(1) 線路無功補(bǔ)償;

　　(2) 高效電池充電，可應(yīng)用于后備電源系統(tǒng)、電動交通工具和混合動力汽車;

　　(3) 高效、高速電機(jī)驅(qū)動。