光伏逆变器的隔离需求及实现
发布时间:2012-11-28     来源: 佳工机电网
本文摘要: 作者:ADI公司 陈宝兴过去几年,光伏(PV)产业飞速发展,其动力主要来自居高不下的油价和环境忧虑。不过,成本仍然是妨碍其进一步扩...

  另一方面,基于微变压器的隔离器功耗要低得多,传播延迟要短得多,而且性能不会随时间而下降。另外,多通道隔离器也可以与片上DC-DC转换器集成,以便为栅极驱动器提供隔离电源。在逆变器输出与并网之间用继电器来确保逆变器输出频率和相位与市电电压同步,同时,还能够在电网发生故障时或者市电电压或频率超过可接受限值时迅速断开,从而实现防孤岛保护。在电网一端需要电压检测功能以检测零交越,同时也需要电流检测功能,以确保负载中馈入的是正弦波电流。检测信息可以通过隔离型ADC传送给控制器。

  隔离型ADC集成了一个16位二阶Σ-Δ调制器和基于微变压器的数字隔离功能,能够实现3.75kV的隔离,是分流电流检测的理想之选。电流变压器也可用于电流检测,但它们价格昂贵、体积庞大,而且可能对外部磁场非常敏感。也可以使用霍尔器件,但它们在非线性度和失调方面先天不足,这会影响到电流测量值的精度。将分流与集成隔离型ADC结合可提供一种可靠的低成本方案。隔离型ADC在电网一端也需要隔离的电源以驱动自己,同时,可以集成基于微变压器的隔离式DC-DC转换器,从而免除使用分立式DC-DC转换器的诸多麻烦。当需要PLC通信时,电网端的PLC芯片可以由隔离式DC-DC来驱动,而其与电池板一端控制器的通信则通过一个多通道隔离器来实现。

  基于微变压器的隔离方法也可与高电流输出栅极驱动器集成,以构成全隔离半桥栅极驱动器。图4所示为一个并网PV逆变器的栅极驱动方案的实例。对于原边的DC-AC全桥开关,通常无需为低压侧栅极驱动器(尤其是低功耗逆变器)设置隔离。对于两个高压侧开关,具有4A驱动能力的2通道1kV隔离式驱动器就能胜任工作。逆变器开关位于交流端,因此,低压侧和高压侧都需要隔离式栅极驱动器。

 

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