淺談如何利用光耦合器提高PV逆變器的性能

　　當(dāng)IF等于0mA時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸入為低，會(huì)從負(fù)載汲入電流。正dv/dt會(huì)從放大器拉出電流，并可能導(dǎo)致放大器從低過渡到高。負(fù)dv/dt會(huì)將電流引入放大器，并協(xié)助維持放大器維持輸出為低狀態(tài)。

　　一般情況下，儘量減少邏輯控制和功率半導(dǎo)體之間的耦合電容，可大幅度降低共模雜訊瞬變成為正常模式脈衝雜訊的能力。于驅(qū)動(dòng)點(diǎn)使用低且平衡的阻抗，可提高抗干擾能力，使用電化隔離（Galvanic Isolated）驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行功率MOSFET控制，可將共模雜訊耦合降至最低。

　　分流LED提升半橋配置效能

　　半橋拓?fù)渑渲弥校材Ｋ沧円种朴绕渲匾?，因?yàn)檎ｋ娏鞴ぷ鳡顟B(tài)下的開關(guān)瞬變，可能導(dǎo)致關(guān)閉的閘極驅(qū)動(dòng)打開。分流（Shunt）LED即可派上用場(chǎng)，可提升半橋配置的抗電流模式瞬變能力，并將包電容的負(fù)載dv/dt耦合維持于低阻抗--對(duì)于正在運(yùn)行的LED或正在運(yùn)行的BJT或邏輯閘的開態(tài)電阻。但此作法的缺點(diǎn)是，增加分流LED驅(qū)動(dòng)會(huì)降低效率，因?yàn)闊o論LED開啟還是關(guān)閉，此電路皆會(huì)消耗電量。圖5為一個(gè)配置樣本。

　　圖5 帶有分流LED驅(qū)動(dòng)的光耦合器架構(gòu)

　　LED與驅(qū)動(dòng)開關(guān)并聯(lián)，以形成電流分流驅(qū)動(dòng)。U1是一個(gè)開路洩極邏輯閘，做為一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉且U1為高時(shí)，會(huì)有LED電流經(jīng)過。若要關(guān)閉LED，須將閘強(qiáng)制變?yōu)榈蜖顟B(tài)，這會(huì)將經(jīng)過LED的電壓降低至小于所需的正向電壓值。它還能提供低阻抗，降低共模傳導(dǎo)電流對(duì)LED運(yùn)行的影響。

　　了解光耦合器最大開關(guān)頻率

　　使用光耦合器時(shí)，了解設(shè)計(jì)的最大開關(guān)頻率會(huì)非常有用，此項(xiàng)計(jì)算涉及兩個(gè)基本步驟，首先必須確定于最大工作結(jié)溫125℃和室溫100℃下，光耦合器輸出驅(qū)動(dòng)器MOSFET可擴(kuò)散的最大功率。其次，確定于給定MOSFET閘極的充電和放電電流情況下，輸出電晶體的擴(kuò)散RMS功率，以及整個(gè)光耦合器電晶體的RDS（ON）壓降。

　　太陽(yáng)能逆變器在產(chǎn)生和傳輸乾凈與永續(xù)能源方面，發(fā)揮重要作用。執(zhí)行DC-AC轉(zhuǎn)換時(shí)，須對(duì)高壓電流進(jìn)行謹(jǐn)慎、有效的隔離，而光耦合器正適用于此種功率緩衝。如果特別注意啟動(dòng)要求和使用相關(guān)技術(shù)提高抗干擾能力，則可協(xié)助優(yōu)化光耦合器的性能。

　　本文文中描述的閘極驅(qū)動(dòng)光耦合器，與離散式功率MOSFET和IGBT的產(chǎn)品相容，因此，設(shè)計(jì)人員可統(tǒng)一設(shè)計(jì)電力轉(zhuǎn)換電路的邏輯、隔離和MOSFET部分。該解決方案可將毫瓦（mW）轉(zhuǎn)換成kW，并同時(shí)提供初級(jí)和次級(jí)電路之間的隔離。