本文摘要：中小功率逆变电源是户用独立交流光伏系统中重要的环节之一，其可靠性和效率对推广光伏系统、有效用能、降低系统造价至关重要,因而各国...

　　国内高频变换中小功率逆变电源存在问题分析

　　可靠性

　　目前，高频变换中小功率逆变电源存在的问题主要是可靠性不高。我们多年的研究，生产及使用说明：影响高频变换中小功率逆变电源寿命的主要因素有电解电容器、光电耦合器及磁性材料（2）。

　　实践证明：追求寿命的延长要从设计方面着手，而不是依赖于使用方。降低器件的结温，减少器件的电应力，降低运行电流及采用优质的磁性材料等措施可大大提高其可靠性。国内之所以有人对高频变换逆变电源的可靠性产生怀疑，一个重要的原因是一些厂家为了降低成本而仍使用70年代研制的第一代磁性材料，如TDK的H35、FDK的H45等，由于这种磁性材料的饱和磁通密度及居里温度点较低，因而在功率较大时长时间使用极易出故障。我们使用80年代中后期研制的第三代磁性材料，如TDK的H7C4、FDK的H63B和H45C、西门子的N47和N67，不但能有效地提高转换效率（3），而且大大提高了逆变电源可靠性。事实上，彩电及计算机中使用的开关电源也证明了高频变换方式的可靠性。用户的长时间使用也证明了我们目前生产的高频变换中小功率逆变电源具有高的可靠性和效率，完全可与MASTERVOLT等大公司的产品相媲美。

　　效率

　　要提高逆变电源的效率，就必须减小其损耗。逆变电源中的损耗通常可分为两类：导通损耗和开关损耗。导通损耗是由于器件具有一定的导通电阻Rds，因此当有电流流过时将会产生一定的功耗，损耗功率Pc由下式计算：Pc=I2×Rds。在器件开通和关断过程中，器件不仅流过较大的电流，而且还承受较高的电压，因此器件也将产生较大的损耗，这种损耗称为开关损耗。开关损耗可分为开通损耗、关断损耗和电容放电损耗。

　　开通损耗:

　　Pon=(1/2)×Ip×Vp×ts×f;

　　关断损耗:

　　Poff=1/2×Ip×Vp×ts×f;

　　电容放电损耗:

　　Pcd=（1/2）×Cds×Vc2×f;

　　总的开关损耗:

　　Pcf=Ip×Vp×ts×f＋(1/2)×Cds×Vc2×f。

　　式中：Ip为器件开关过程中流过的电流最大值；

　　Vp为器件开关过程中承受的电压最大值；

　　ts为开通关断时间；

　　f为工作频率；

　　Cds为功率MOSFET的漏源寄生电容。

　　现代电源理论指出：要减小上述这些损耗，就必须对功率开关管实施零电压或零电流转换，即采用谐振型变换结构。