逆变器工作原理电路图

1)要求具有较高的效率

由于目前(qian)太阳(yang)能电(dian)池的(de)(de)价格偏高，为了最大(da)限度(du)的(de)(de)利用太阳(yang)能电(dian)池，提高系统效率，必须设法提高逆(ni)变器的(de)(de)效率。

2)要求具有较高的可靠性

目前光伏(fu)电(dian)站(zhan)系(xi)统主要(yao)用于边远(yuan)地区，许(xu)多电(dian)站(zhan)无(wu)人值守和维护(hu)，这就要(yao)求(qiu)逆变(bian)器有合(he)理的电(dian)路(lu)结构，严格(ge)的元器件筛(shai)选(xuan)，并要(yao)求(qiu)逆变(bian)器具 备各种保(bao)(bao)护(hu)功能，如：输入直流极性(xing)接(jie)反(fan)保(bao)(bao)护(hu)、交流输出短路(lu)保(bao)(bao)护(hu)、过热、过载(zai)保(bao)(bao)护(hu)等。

3)要求输入电压有较宽的适应范围

由于太(tai)阳能电(dian)池的(de)(de)端电(dian)压随负载和(he)日照强度变(bian)(bian)化(hua)而变(bian)(bian)化(hua)。特(te)别是当蓄电(dian)池老化(hua)时其端电(dian)压的(de)(de)变(bian)(bian)化(hua)范围很大，如12V的(de)(de)蓄电(dian)池，其端电(dian)压可(ke)能在(zai) 10V~16V之(zhi)间变(bian)(bian)化(hua)，这就要求逆变(bian)(bian)器在(zai)较大的(de)(de)直流输入电(dian)压范围内保证正常(chang)工(gong)作。

逆变器工作原理电路图分类

有关逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)类(lei)的(de)(de)方法很多，例如：根(gen)(gen)据逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)输(shu)出(chu)交流电压的(de)(de)相数，可(ke)分(fen)(fen)为(wei)单相逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和三相逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi);根(gen)(gen)据逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)使用的(de)(de)半导体器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)件类(lei)型不(bu)同，又可(ke)分(fen)(fen)为(wei)晶(jing)体管(guan)(guan)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、晶(jing)闸管(guan)(guan)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)及(ji)可(ke)关断晶(jing)闸管(guan)(guan)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等。根(gen)(gen)据逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)线路(lu)原(yuan)理的(de)(de)不(bu)同，还可(ke)分(fen)(fen)为(wei)自激振(zhen)荡型逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、阶梯波叠加型逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和脉(mai)宽调制型逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等。根(gen)(gen)据应用在并网(wang)系(xi)统还是离网(wang)系(xi)统中又可(ke)以(yi)分(fen)(fen)为(wei)并网(wang)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和离网(wang)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。为(wei)了便于(yu)光(guang)电用户选用逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，这里仅(jin)以(yi)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)适用场合的(de)(de)不(bu)同进行分(fen)(fen)类(lei)。

集中型逆变器

逆(ni)变(bian)(bian)器工(gong)作(zuo)原理，集中逆(ni)变(bian)(bian)技术是若干个并行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)伏组(zu)串被连到同(tong)一(yi)台集中逆(ni)变(bian)(bian)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直流(liu)输入端，一(yi)般功(gong)率大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)三相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)IGBT功(gong)率模(mo)块，功(gong)率较小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)场效应晶体管(guan)，同(tong)时(shi)使用(yong)DSP转(zhuan)换控(kong)(kong)制器来改善所产出(chu)电(dian)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)质量，使它非常接近于正弦(xian)波(bo)电(dian)流(liu)，一(yi)般用(yong)于大型光(guang)伏发(fa)电(dian)站(zhan)(>10kW)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系统中。最(zui)大特点是系统的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)率高，成本低(di)，但由于不(bu)(bu)同(tong)光(guang)伏组(zu)串的(de)(de)(de)(de)(de)(de)输出(chu)电(dian)压(ya)、电(dian)流(liu)往(wang)往(wang)不(bu)(bu)完全匹配(特别是光(guang)伏组(zu)串因多云、树荫、污渍等原因被部分(fen)遮挡时(shi))，采用(yong)集中逆(ni)变(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) 方式(shi)会(hui)导(dao)致逆(ni)变(bian)(bian)过程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率降(jiang)低(di)和电(dian)户能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降(jiang)。同(tong)时(shi)整(zheng)个光(guang)伏系统的(de)(de)(de)(de)(de)(de)发(fa)电(dian)可(ke)靠性受某一(yi)光(guang)伏单(dan)元组(zu)工(gong)作(zuo)状态不(bu)(bu) 良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)响。最(zui)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)方向是运用(yong)空间矢量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)调制控(kong)(kong)制以(yi)及(ji)开发(fa)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)逆(ni)变(bian)(bian)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拓扑连接，以(yi)获得部分(fen)负载情(qing)况(kuang)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高效率。

组串型逆变器

逆(ni)(ni)变器(qi)工作原(yuan)理，组串逆(ni)(ni)变器(qi)是基于模块化(hua)概念基础上的(de)，每个光伏组串(1-5kw)通过一个逆(ni)(ni)变器(qi)，在(zai)直流端具有(you)最大功率峰值跟踪，在(zai)交流端并联并网，已成为(wei)现在(zai)国际(ji)市场上最流行的(de)逆(ni)(ni)变器(qi)。

许多大型光伏电(dian)厂(chang)使(shi)用组(zu)(zu)串逆(ni)变器(qi)。优点是(shi)不受组(zu)(zu)串间(jian)模块差异和遮影(ying)的(de)影(ying)响，同时减少了光伏组(zu)(zu)件最(zui)佳工作点与逆(ni)变器(qi)不匹配的(de)情况(kuang)，从(cong)而增加(jia)(jia)了发电(dian)量(liang)。技术上的(de)这些(xie)优势不仅(jin)降低了系(xi)(xi)统(tong)成本，也增加(jia)(jia)了系(xi)(xi)统(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性。同时，在组(zu)(zu)串间(jian)引人"主(zhu)-从(cong)"的(de)概念，使(shi)得系(xi)(xi)统(tong)在单串电(dian)能不能使(shi)单个(ge)逆(ni)变器(qi)工作的(de)情况(kuang)下，将(jiang)几组(zu)(zu)光伏组(zu)(zu)串联系(xi)(xi)在一起，让其(qi)中(zhong)一个(ge)或几个(ge)工作，从(cong)而产(chan)出更多的(de)电(dian)能。

最新(xin)的概念为(wei)几个(ge)逆变(bian)器(qi)相互组成(cheng)一个(ge)"团队"来代替"主(zhu)(zhu)-从"的概念，使得(de)系统的可靠性又进了(le)(le)一步。目前，无变(bian)压器(qi)式组串(chuan)逆变(bian)器(qi)已占了(le)(le)主(zhu)(zhu)导(dao)地位。

微型逆变器

逆(ni)变器工作原理在(zai)传统的PV系统中(zhong)，每一路(lu)组串(chuan)型逆(ni)变器的直流输(shu)(shu)入(ru)(ru)端，会由10块(kuai)左右光伏(fu)电(dian)池板串(chuan)联接入(ru)(ru)。当10块(kuai)串(chuan)联的 电(dian)池板中(zhong)，若(ruo)有一块(kuai)不能(neng)良好工作，则这一串(chuan)都会受到影(ying)响。若(ruo)逆(ni)变器多路(lu)输(shu)(shu)入(ru)(ru)使用同一个(ge)MPPT，那么各路(lu)输(shu)(shu)入(ru)(ru) 也都会受到影(ying)响，大幅降低发电(dian)效率。在(zai)实际应(ying)用中(zhong)，云彩，树木，烟囱(cong)，动物，灰尘，冰(bing)雪等各种(zhong)遮挡因素(su)都会引起上述因素(su)，情况非常普遍。

而(er)在微(wei)(wei)型逆(ni)变(bian)(bian)(bian)器的(de)PV系统中，每一(yi)块(kuai)(kuai)电(dian)池板分别接入一(yi)台微(wei)(wei)型逆(ni)变(bian)(bian)(bian)器，当电(dian)池 板中有一(yi)块(kuai)(kuai)不能良好工作(zuo)，则(ze)只有这(zhei)一(yi)块(kuai)(kuai)都会受到影(ying)响。其他光伏板都将(jiang)在最佳工作(zuo)状态运行，使得系统总体(ti)效率更(geng)高，发(fa)电(dian)量更(geng)大。在实际应(ying)用中，若组串(chuan)型逆(ni)变(bian)(bian)(bian)器出现故障(zhang)，则(ze)会引(yin)起几千(qian)瓦的(de)电(dian)池板不能发(fa)挥作(zuo)用，而(er)微(wei)(wei) 型逆(ni)变(bian)(bian)(bian)器故障(zhang)造成的(de)影(ying)响相当之小。

功率优化器

逆变(bian)(bian)器(qi)工作原理(li)，太阳能(neng)发电系统加(jia)装(zhuang)功率优(you)化器(qi)(OptimizEr)可大幅提升(sheng)转换效(xiao)率，并将逆变(bian)(bian)器(qi)(Inverter)功能(neng)化繁(fan)为简降低成本(ben)。为实现智(zhi)慧型太阳能(neng)发电系统，装(zhuang)置功率优(you)化器(qi)可确实让每一个太阳能(neng)电池发挥最佳效(xiao)能(neng)，并随时监控电池耗(hao)损状态。

功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)优化(hua)器(qi)是介于(yu)发电系统与逆变器(qi)之(zhi)间的(de)装置，主要任务是替代(dai)逆变器(qi)原本的(de)最(zui)佳功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)点追(zhui)踪功(gong)(gong)(gong) 能。功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)优化(hua)器(qi)藉(jie)由将线(xian)路(lu)简化(hua)以及单一(yi)太(tai)阳(yang)能电池(chi)即对应一(yi)个功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)优化(hua)器(qi)等方(fang)式，以类比式进(jin)行极为快(kuai)速(su)的(de)最(zui)佳功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)点追(zhui)踪扫描，进(jin)而让每(mei)一(yi)个太(tai)阳(yang)能电池(chi)皆可确(que)实达(da)到最(zui)佳功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)点追(zhui)踪，除(chu)此之(zhi)外，还能藉(jie)置入(ru)通(tong)讯晶(jing)片随 时随地监控(kong)电池(chi)状态(tai)，即时回(hui)报问题让相关(guan)人员尽(jin)速(su)维修。

介绍两(liang)种比(bi)较(jiao)简单的逆变(bian)器(qi)(qi)工(gong)作原理电路图(tu)。并附以简单的逆变(bian)器(qi)(qi)工(gong)作原理电路图(tu)说明，有兴趣的朋(peng)友可以研究下，自已(yi)动手做一个逆变(bian)器(qi)(qi)也确实是一件非常(chang)有成就感的事。以一就是一张较(jiao)常(chang)见的逆变(bian)器(qi)(qi)电路图(tu)。

以上是一款较为容易制(zhi)作的(de)(de)逆变(bian)器(qi)工(gong)作原理电(dian)路(lu)图(tu)，可(ke)以将(jiang)12V直流电(dian)源电(dian)压(ya)逆变(bian)为220V市(shi)电(dian)电(dian)压(ya)，电(dian)路(lu)由(you)BG2和BG3组成的(de)(de)多谐振(zhen)荡(dang)器(qi)推(tui)动，再通过(guo)BG1和BG4驱动，来控制(zhi)BG6和BG7工(gong)作。其中振(zhen)荡(dang)电(dian)路(lu)由(you)BG5与DW组的(de)(de)稳(wen)压(ya)电(dian)源供电(dian)，这样可(ke)以使输出频率比较稳(wen)定。在制(zhi)作时，变(bian)压(ya)器(qi)可(ke)选(xuan)有常用双12V输出的(de)(de)市(shi)电(dian)变(bian)压(ya)器(qi)。可(ke)根据需要，选(xuan)择适(shi)当的(de)(de)12V蓄电(dian)池容量。

以(yi)下是一款高(gao)效率(lv)的(de)(de)(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)逆变器电(dian)(dian)(dian)器图，该电(dian)(dian)(dian)路用(yong)12V电(dian)(dian)(dian)池供(gong)电(dian)(dian)(dian)。先用(yong)一片(pian)倍(bei)压模块倍(bei)压为(wei)运放(fang)(fang)(fang)(fang)供(gong)电(dian)(dian)(dian)。可选(xuan)取ICL7660或MAX1044。运放(fang)(fang)(fang)(fang)1产生50Hz正(zheng)弦(xian)波(bo)作为(wei)基(ji)准信号(hao)。运放(fang)(fang)(fang)(fang)2作为(wei)反相器。运放(fang)(fang)(fang)(fang)3和(he)(he)运放(fang)(fang)(fang)(fang)4作为(wei)迟滞(zhi)比较器。其实(shi)运放(fang)(fang)(fang)(fang)3和(he)(he)开(kai)关(guan)管(guan)1构成的(de)(de)(de)是比例(li)开(kai)关(guan)电(dian)(dian)(dian)源。运放(fang)(fang)(fang)(fang)4和(he)(he)开(kai)关(guan)管(guan)2也同(tong)样。它的(de)(de)(de)开(kai)关(guan)频率(lv)不稳定。在运放(fang)(fang)(fang)(fang)1输(shu)出(chu)信号(hao)为(wei)正(zheng)相时(shi)，运放(fang)(fang)(fang)(fang)3和(he)(he)开(kai)关(guan)管(guan)工作。这(zhei)时(shi)运放(fang)(fang)(fang)(fang)2输(shu)出(chu)的(de)(de)(de)是负相。这(zhei)时(shi)运放(fang)(fang)(fang)(fang)4的(de)(de)(de)正(zheng)输(shu)入端的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)位(wei)(恒(heng)为(wei)0)总比负输(shu)入端的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)位(wei)高(gao)，所以(yi)运放(fang)(fang)(fang)(fang)4输(shu)出(chu)恒(heng)为(wei)1，开(kai)关(guan)管(guan)关(guan)闭。在运放(fang)(fang)(fang)(fang)1输(shu)出(chu)为(wei)负相时(shi)，则相反。这(zhei)就实(shi)现了两开(kai)关(guan)管(guan)交替工作。

当基(ji)准(zhun)信号(hao)(hao)比检(jian)测(ce)信号(hao)(hao)，也(ye)即是(shi)(shi)运放3或4的(de)负(fu)输(shu)(shu)入(ru)端的(de)信号(hao)(hao)比正(zheng)输(shu)(shu)入(ru)端的(de)信号(hao)(hao)高(gao)一(yi)微小值(zhi)时(shi)，比较(jiao)(jiao)器(qi)输(shu)(shu)出0，开关管(guan)开，随(sui)之检(jian)测(ce)信号(hao)(hao)迅速提(ti)高(gao)，当检(jian)测(ce)信号(hao)(hao)比基(ji)准(zhun)信号(hao)(hao)高(gao)一(yi)微小值(zhi)时(shi)，比较(jiao)(jiao)器(qi)输(shu)(shu)出1，开关管(guan)关。这里(li)要注意的(de)是(shi)(shi)，在(zai)电路翻(fan)转时(shi)比较(jiao)(jiao)器(qi)有个(ge)正(zheng)反馈过程，这是(shi)(shi)迟滞比较(jiao)(jiao)器(qi)的(de)特点。比如说在(zai)基(ji)准(zhun)信号(hao)(hao)比检(jian)测(ce)信号(hao)(hao)低的(de)前提(ti)下，随(sui)着它们的(de)差值(zhi)不断地(di)靠近，在(zai)它们相(xiang)等的(de)瞬间，基(ji)准(zhun)信号(hao)(hao)马上比检(jian)测(ce)信号(hao)(hao)高(gao)出一(yi)定值(zhi)。这个(ge)“一(yi)定值(zhi)”影响(xiang)开关频率。它越(yue)大(da)频率越(yue)低。这里(li)选它为(wei)0.1~0.2V。

C3，C4的(de)(de)(de)作用是为(wei)(wei)了让(rang)频率(lv)较高(gao)的(de)(de)(de)开关续流(liu)(liu)电流(liu)(liu)通过，而对频率(lv)较低的(de)(de)(de)50Hz信号产生较大的(de)(de)(de)阻(zu)抗。C5由公式(shi)：50=算出。L一(yi)般为(wei)(wei)70H，制作时(shi)最好测(ce)一(yi)下。这样C为(wei)(wei)0.15μ左右。R4与(yu)R3的(de)(de)(de)比值要严(yan)格等于0.5，大了波(bo)形(xing)失(shi)真明(ming)显，小了不能起振，但是宁可大一(yi)些，不可小。开关管的(de)(de)(de)最大电流(liu)(liu)为(wei)(wei)：I==25A。

现有(you)的(de)(de)逆变器(qi)，有(you)方(fang)波(bo)输出(chu)(chu)和正(zheng)弦波(bo)输出(chu)(chu)两种。方(fang)波(bo)输出(chu)(chu)的(de)(de)逆变器(qi)效(xiao)率(lv)高，对(dui)于采用正(zheng)弦波(bo)电(dian)(dian)源(yuan)设计(ji)的(de)(de)电(dian)(dian)器(qi)来说(shuo)，除少数电(dian)(dian)器(qi)不适用外大多数电(dian)(dian)器(qi)都可适用，正(zheng)弦波(bo)输出(chu)(chu)的(de)(de)逆变器(qi)就(jiu)没(mei)有(you)这方(fang)面(mian)的(de)(de)缺点，却存在效(xiao)率(lv)低(di)的(de)(de)缺点，如何(he)选择这就(jiu)需要(yao)根据自己的(de)(de)需求(qiu)了。

逆变器(qi)工(gong)作(zuo)原理电路图

逆变(bian)器工作原理，主功(gong)率元件(jian)的(de)选择至关(guan)(guan)重(zhong)要，目(mu)前使(shi)用(yong)较(jiao)多的(de)功(gong)率元件(jian)有(you)达(da)林顿功(gong)率晶体管(guan)（BJT），功(gong)率场效应管(guan)（MOSFET），绝缘栅晶体管(guan)（IGBT）和可关(guan)(guan) 断(duan)晶闸管(guan)（GTO）等，在小容(rong)量低压系(xi)统(tong)中使(shi)用(yong)较(jiao)多的(de)器件(jian)为MOSFET，因为MOSFET具有(you)较(jiao)低的(de)通(tong)态(tai)压降和较(jiao)高的(de)开关(guan)(guan)频率，在高压大(da)容(rong)量系(xi)统(tong)中一般(ban) 均(jun)采(cai)用(yong)IGBT模块，这是因为MOSFET随(sui)着电压的(de)升高其(qi)通(tong)态(tai)电阻也随(sui)之增大(da)，而IGBT在中容(rong)量系(xi)统(tong)中占(zhan)有(you)较(jiao)大(da)的(de)优势(shi)，而在特大(da)容(rong)量（100KVA以 上）系(xi)统(tong)中，一般(ban)均(jun)采(cai)用(yong)GTO作为功(gong)率元件(jian)

大件：场效(xiao)应管(guan)或IGBT、变(bian)压器、电容、二(er)极管(guan)、比较器以及(ji)3525之(zhi)类的主控。交直交逆变(bian)还有(you)整流滤波。

功率大小和(he)精度，关(guan)系着电路的复(fu)杂程度。

IGBT（绝缘栅双(shuang)极(ji)(ji)晶体(ti)(ti)管）作(zuo)为新(xin)型电(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)半(ban)导体(ti)(ti)场控(kong)自关断(duan)器件，集功率MOSFET的高(gao)(gao)(gao)速性能与双(shuang)极(ji)(ji)性器件的低电(dian)(dian)(dian)(dian)阻于一(yi)体(ti)(ti)，具(ju)有输入阻抗高(gao)(gao)(gao)，电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)控(kong)制功耗低，控(kong)制电(dian)(dian)(dian)(dian)路简单(dan)，耐(nai)高(gao)(gao)(gao)压(ya)(ya)(ya)，承受(shou)电(dian)(dian)(dian)(dian)流大等(deng)特(te)性，在(zai)各(ge)种电(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)变(bian)换中获得极(ji)(ji)广(guang)泛(fan)的应(ying)用。与此同(tong)时(shi)，各(ge)大半(ban)导体(ti)(ti)生产(chan)厂商不断(duan)开(kai)发(fa)IGBT的高(gao)(gao)(gao)耐(nai)压(ya)(ya)(ya)、大电(dian)(dian)(dian)(dian)流、高(gao)(gao)(gao)速、低饱和压(ya)(ya)(ya)降、高(gao)(gao)(gao)可靠性、低成本技术，主(zhu)要采用1um以(yi)下(xia)制作(zuo)工艺(yi)，研制开(kai)发(fa)取得一(yi)些新(xin)进(jin)展。

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