溝道和平面IGBT

為了要同時(shí)把諧波和功率損耗降到低，逆變器的高側(cè)IGBT利用了脈寬調(diào)制(PWM)，同時(shí)低側(cè)功率器件就用60Hz進(jìn)行變化。通過把PWM頻率定在20kHz或以上操作，高側(cè)IGBT有50/60Hz調(diào)制，輸出電感器L1和L2便可以保持實(shí)際可行的較少尺寸，提供有效的諧波濾波。再者，逆變器的可聽聲也可以降到低，因?yàn)殚_關(guān)頻率已經(jīng)高于人類的聽覺范圍。

我們研究過采用不同IGBT組合的各種開關(guān)技術(shù)后，認(rèn)定能夠?qū)崿F(xiàn)低功率耗損和高逆變器性能的組合，是高側(cè)晶體管利用超高速溝道IGBT，而低側(cè)部分就采用標(biāo)準(zhǔn)速度的平面器件。與快速和標(biāo)準(zhǔn)速度平面器件比較，開關(guān)頻率在20kHz的超高速溝道IGBT提供低的總通態(tài)和開關(guān)功率損耗組合。高側(cè)晶體管的開關(guān)頻率為20kHz的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是輸出電感器有合理的小尺寸，同時(shí)也容易進(jìn)行濾波。在低側(cè)方面，我們把標(biāo)準(zhǔn)速度平面IGBT的開關(guān)頻率定在60Hz，使功率損耗可以保持在低的水平。

DSC為控制系統(tǒng)的太陽能并網(wǎng)逆變電源設(shè)計(jì)方案

對(duì)于控制系統(tǒng)，當(dāng)控制電路上電后，首先檢測(cè)電網(wǎng)參數(shù)和光伏電池的電壓， 當(dāng)網(wǎng)壓正常時(shí)，全橋逆變器工作在PWM整流器狀態(tài)，中間電壓為400V左右。逆變器工作過程中，由控制芯片DSP檢測(cè)中間電壓、并網(wǎng)電流，如果中間電壓過高或者并網(wǎng)電流超過大電流時(shí)，由控制芯片封全橋逆變器和Boost升壓斬波器的開關(guān)管控制脈沖，同時(shí)斷開繼電器。延后一段后再嘗試重新啟動(dòng)，若故障仍然存在，則斷開逆變器，DSP能快速響應(yīng)命令。

太陽能電池輸出的大功率隨著光照強(qiáng)度和溫度的變化而變化，系統(tǒng)的大功率跟蹤由前級(jí)Boost升壓斬波器控制。為實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)電壓同頻同相的并網(wǎng)電流，其由后級(jí)全橋逆變器控制。他們的控制都是由DSP芯片TMS320C2000 協(xié)調(diào)完成逆變器的設(shè)計(jì)。

除上述DSC為控制系統(tǒng)的太陽能并網(wǎng)逆變電源以外，本文還將對(duì)太陽能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用、太陽能及風(fēng)力發(fā)電的控制器及風(fēng)機(jī)并網(wǎng)逆變電源等技術(shù)與應(yīng)用作簡(jiǎn)介。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)樣機(jī)進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果如下：

（1）設(shè)定Vo=13.5V，VH=14.4V。當(dāng)蓄電池電壓低于13.5V時(shí)，充電管完全打開；高于14.4V時(shí)，充電管完全關(guān)斷。在13.5V和14.4V之間為PWM充電方式，輸出脈沖的寬度隨蓄電池電壓的升高而減小。

（2）設(shè)定=11.0V，VR=13.3V。電池電壓處在11.0V和14.4V之間時(shí)，樣機(jī)有穩(wěn)定的直流或／和交流輸出。當(dāng)電壓降低到11.0V以下時(shí)，MCU自動(dòng)切斷輸出，同時(shí)“欠壓”LED點(diǎn)亮。直到蓄電池電壓恢復(fù)到l3.3V后，才可繼續(xù)供電。

（3）蓄電池電壓在11.0V～14.4V之間變化，負(fù)載在0～100％之間變化時(shí)，逆變器的輸出電壓變動(dòng)不大于額定輸出電壓的5％。

（4）過載在12O一150％范圍內(nèi)時(shí)，樣機(jī)在60S后關(guān)機(jī)。在150～160％范圍內(nèi)時(shí)，樣機(jī)在10s后關(guān)機(jī)。超過60％時(shí)，樣機(jī)立即關(guān)機(jī)。

（5）短路發(fā)生后，樣機(jī)會(huì)立即天機(jī)。