太陽能逆變器IGBT型號選型知識
如今市場上先進(jìn)功率元件的種類數(shù)不勝數(shù)，工程人員要為一項應(yīng)用選擇到合適的功率元件，的確是一項艱巨的工作。就以太陽能逆變器應(yīng)用來說，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)能比其他功率元件提供更多的效益，其中包括高載流能力、以電壓而非電流進(jìn)行控制，并能使逆并聯(lián)二極管與IGBT配合。本文將介紹如果利用全橋逆變器拓?fù)浼斑x用合適的IGBT，使太陽能應(yīng)用的功耗降至。太陽能逆變器是一種功率電子電路，能把太陽能電池板的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓來驅(qū)動家用電器、照明及電機(jī)工具等交流負(fù)載。如圖1所示，太陽能逆變器的典型架構(gòu)一般采用四個開關(guān)的全橋拓?fù)?/span>
在圖1中，Q1和Q3被為高壓側(cè)IGBT，Q2和Q4則是低壓側(cè)IGBT。該逆變器用于在其目標(biāo)市場的頻率和電壓條件下，產(chǎn)生單相位正弦電壓波形。有些逆變器用于連接凈計量效益電網(wǎng)的住宅安裝，這就是其中一個目標(biāo)應(yīng)用市場，此項應(yīng)用要求逆變器提供低諧波交流正弦電壓，讓電力可注入電網(wǎng)中。
為滿足這個要求，IGBT可在20kHz或以上頻率的情況下，對50Hz或60Hz的頻率進(jìn)行脈寬調(diào)制，因此輸出電感器L1和L2便可以保持合理的小巧體積，并能有效抑制諧波。此外，由于其轉(zhuǎn)換頻率高出人類的正常聽覺頻譜，因此該設(shè)計也可盡量減少逆變器產(chǎn)生的可聽噪聲。
脈寬調(diào)制這些IGBT的方法是什么?怎樣才能把功耗降到呢?方法之一是僅對高壓側(cè)IGBT進(jìn)行脈寬調(diào)制，對應(yīng)的低壓側(cè)IGBT以50Hz或60Hz換相。圖2所示為一個典型的柵壓信號。當(dāng)Q1正進(jìn)行脈寬調(diào)制時，Q4維持正半周期操作。Q2和Q3在正半周期保持關(guān)斷。到了負(fù)半周期，當(dāng)Q3進(jìn)行脈寬調(diào)制時，Q2保持開啟狀態(tài)。Q1和Q4會在負(fù)半周期關(guān)斷。圖2也顯示了通過輸出濾波電容器C1的AC正弦電壓波形。