本文摘要：由于能源成本日益攀升，太阳能发电正逐渐成为一项可行的替代能源。德国政府通过立法，推出各种激励手段积极鼓励可再生能源的使用(如《...

　　太阳能逆变器的发展趋势：交错式BCM升压+三电平逆变器

　　太阳能逆变器设计的另一个趋势是扩大输入电压范围，这会导致相同功率级下输入电流的减小，或相同输入电流下功率级的提高。输入电压比较高时，需要使用额定电压更高(1200V范围内)的IGBT，从而产生更大的损耗。解决这一问题的一个方法是采用三电平逆变器。

　　采用两个串联的电解电容可把高输入电压一分为二，将中间点与零线(neutralline)连接，这时就可以再采用600V开关了。三电平逆变器可在三个电平间进行转换：+Vbus、0V和–Vbus。这方案除了比1200V开关构建的解决方案更有效之外，三电平逆变器还有一个优势，就是输出电感大为减小。

　　对于整功率因数，三电平逆变器的功能可解释如下。在正半波Q5始终导通期间，Q6和Q4一直关断。Q3和D3构成一个降压转换器，产生输出正弦波电压。如果只需要整功率因数，Q5和Q6可设计为50Hz开关，采用速度极慢Vce(饱和电压)极低的IGBT，比如FGH30N60LSD。若需要较低的功率因数，Q5和Q6必须工作在开关频率下一小段时间。Q3和Q4的二极管应该是快速软恢复二极管。Q3和Q4可安排为快速恢复MOSFET，比如FGL100N50F，或者是快速IGBT，如FGH60N60SFD。

　　基于上述分析，三电平逆变器拓扑可获得98%以上的效率，因此可能成为5kWp以上功率级非隔离逆变器的主流结构。