組串式光伏逆變器原理

　　什么是光伏逆變器

　　逆變器又稱電源調(diào)整器，根據(jù)逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨(dú)立型電源用和并網(wǎng)用二種。根據(jù)波形調(diào)制方式又可分為方波逆變器、階梯波逆變器、正弦波逆變器和組合式三相逆變器。對于用于并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器，根據(jù)有無變壓器又可分為變壓器型逆變器和無變壓器型逆變器。

　　通常，把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實(shí)現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實(shí)現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。

　　如上所述，逆變器有多種類型，因此在選擇機(jī)種和容量時(shí)需特別注意。尤其在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器效率的高低是決定太陽能電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。

　　原理

　　這種設(shè)計(jì)，材料易取，輸出功率150W，本電路設(shè)計(jì)頻率為300HZ左右，目的是縮小逆變變壓器的體積、重量、輸出波形方波。這款逆變電源可以用在停電時(shí)家庭照明，電子鎮(zhèn)流器的日光燈，開關(guān)電源的家用電器等其他方面。這款逆變器較為容易制作，可以將12V直流電源電壓逆變?yōu)?20V市電電壓，電路由BG2和BG3組成的多諧振蕩器推動(dòng)，再通過BG1和BG2驅(qū)動(dòng)，來控制BG6和BG7工作。其中振蕩電路由BG5與DW組的穩(wěn)壓電源供電，這樣可以使輸出頻率比較穩(wěn)定。在制作時(shí)，變壓器可選有常用雙12V輸出的市電變壓器。可根據(jù)需要，選擇適當(dāng)?shù)?2V蓄電池容量。

　　該電路用12V電池供電。先用一片倍壓模塊倍壓為運(yùn)放供電?？蛇x取ICL7660或MAX1044。運(yùn)放1產(chǎn)生50Hz正弦波作為基準(zhǔn)信號。運(yùn)放2作為反相器。運(yùn)放3和運(yùn)放4作為遲滯比較器。其實(shí)運(yùn)放3和開關(guān)管1構(gòu)成的是比例開關(guān)電源。運(yùn)放4和開關(guān)管2也同樣。它的開關(guān)頻率不穩(wěn)定。在運(yùn)放1輸出信號為正相時(shí)，運(yùn)放3和開關(guān)管工作。這時(shí)運(yùn)放2輸出的是負(fù)相。這時(shí)運(yùn)放4的正輸入端的電位（恒為0）總比負(fù)輸入端的電位高，所以運(yùn)放4輸出恒為1，開關(guān)管關(guān)閉。在運(yùn)放1輸出為負(fù)相時(shí)，則相反。這就實(shí)現(xiàn)了兩開關(guān)管交替工作。

　　當(dāng)基準(zhǔn)信號比檢測信號，也即是運(yùn)放3或4的負(fù)輸入端的信號比正輸入端的信號高一微小值時(shí)，比較器輸出0，開關(guān)管開，隨之檢測信號迅速提高，當(dāng)檢測信號比基準(zhǔn)信號高一微小值時(shí)，比較器輸出1，開關(guān)管關(guān)。這里要注意的是，在電路翻轉(zhuǎn)時(shí)比較器有個(gè)正反饋過程，這是遲滯比較器的特點(diǎn)。比如說在基準(zhǔn)信號比檢測信號低的前提下，隨著它們的差值不斷地靠近，在它們相等的瞬間，基準(zhǔn)信號馬上比檢測信號高出一定值。這個(gè)“一定值”影響開關(guān)頻率。它越大頻率越低。這里選它為0.1~0.2V。C3，C4的作用是為了讓頻率較高的開關(guān)續(xù)流電流通過，而對頻率較低的50Hz信號產(chǎn)生較大的阻抗。C5由公式：5

　　0=算出。L一般為70H，制作時(shí)最好測一下。這樣C為0.15μ左右。R4與R3的比值要嚴(yán)格等于0.5，大了波形失真明顯，小了不能起振，但是寧可大一些，不可小。開關(guān)管的最大電流為：I==25A。

　　現(xiàn)有的逆變器，有方波輸出和正弦波輸出兩種。方波輸出的逆變器效率高，對于采用正弦波電源設(shè)計(jì)的電器來說，除少數(shù)電器不適用外大多數(shù)電器都可適用，正弦波輸出的逆變器就沒有這方面的缺點(diǎn)，卻存在效率低的缺點(diǎn)，如何選擇這就需要根據(jù)自己的需求了。

　　本文介紹了兩種比較簡單的逆變器，并給出了具體的電路圖及原理分析。我們處在一個(gè)“移動(dòng)”的時(shí)代，移動(dòng)辦公，移動(dòng)通訊，移動(dòng)休閑和娛樂。在移動(dòng)的狀態(tài)下，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時(shí)更需要我們在日常環(huán)境中不可或缺的220伏交流電，逆變器可以滿足我們的這種需求。　　組串式逆變器

　　組串式逆變器是指：功率小于100KW，功率開關(guān)管采用小電流的MOSFET或IGBT，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用DC-DC-BOOST升壓和DC-AC全橋逆變兩級電力電子器件變換，防護(hù)等級一般為IP65。體積較小，可室外壁掛式安裝。

　　組串式逆變器優(yōu)勢

　　1. 組串式逆變器MPPT電壓范圍寬，一般為250-800V，組件配置更為靈活。在陰雨天，霧氣多的部區(qū)，發(fā)電時(shí)間長

　　2. 組串式逆變器采用模塊化設(shè)計(jì)，直流端具有多路MPPT功能，交流端并聯(lián)并網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)是不受組串間模塊差異，和陰影遮擋的影響，同時(shí)減少光伏電池組件最佳工作點(diǎn)與逆變器不匹配的情況，最大程度增加了發(fā)電量。

　　3. 組串式并網(wǎng)逆變器的體積小、重量輕，搬運(yùn)和安裝都非常方便，不需要專業(yè)工具和設(shè)備，也不需要專門的配電室，在各種應(yīng)用中都能夠簡化施工、減少占地，直流線路連接也不需要直流匯流箱和直流配電柜等。組串式還具有自耗電低、故障影響小、更換維護(hù)方便等優(yōu)勢

　　組串式逆變器劣勢

　　1. 大型地面電站，采用組串式逆變器數(shù)量較多，總故障率會升高，系統(tǒng)監(jiān)控難度大。

　　2. 電子元器件較多，功率器件和信號電路在同一塊板上，設(shè)計(jì)和制造的難度大，可靠性稍差。功率器件電氣間隙小，不適合高海拔地區(qū)。戶外型安裝，風(fēng)吹日曬很容易導(dǎo)致外殼和散熱片老化。

　　3. 多個(gè)逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波高，單臺逆變器THDI可以控制到2%以上，但如果超過40臺逆變器并聯(lián)時(shí)，總諧波會迭加，而且較難抑制，容易產(chǎn)生諧振。