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如何提高太阳能逆变器设计的效率？

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李杨

2020-10-29 16:26:10
太阳能有助于降低发电相关成本。这个行业最热门的话题之一就是电源转换效率。为了提高0.1%的效率，太阳能逆变器制造商往往需要投入大量的时间。考虑到更高的效率和增加的能源之间的关联性，亦即更快的光伏（PV）系统的投资回报速度，那么确定逆变器将太阳能电池板的直流电转换为家用交流电的能力将至关重要。
微逆变器和太阳能优化器是太阳能市场中两种快速发展的架构。图1所示为太阳能微逆变器的典型框图。该微逆变器转换来自单个PV模块的功率，且通常设计用于250W至400W的最大输出功率。






图1：典型的太阳能微逆变器
为最大化PV面板性能，微逆变器的前端是DC/DC级，其中数字控制器执行最大功率点跟踪（MPPT）。最常见的拓扑结构是非隔离式DC/DC升压转换器。对于单个太阳能电池板，轨道或直流环节通常为36V；对于此电压范围，您可以使用标准硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）进行DC/DC转换。
鉴于减小尺寸是一个优先事项（因此微逆变器和功率优化器将适合光伏系统的后端），太阳能逆变器制造商正在采用氮化镓（GaN）技术，因为它能够以更高频率切换。较高频率减小了微逆变器和太阳能优化器应用中的大型磁性元件的尺寸。
DC/AC级或次级通常使用H桥拓扑；对于微逆变器，轨道电压约为400V。目前，栅极驱动器可以使用多种隔离技术来隔离控制器与电源开关，并可同时驱动高频开关。这些要求由信号隔离的安全标准驱动。
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