ZHCAET2A October 2020 – December 2024
逆变器功率级保持双向,以实现从直流链路到电网兼容交流电源的功率转换,反之亦然。先进的串式逆变器往往通过锁相环 (PLL) 随时与电网连接并与电网同步。逆变器或 PFC 级可分为两大类,即电网是单相还是三相。单相进一步决定了器件是分相(日本、美国等地区为 110VRMS)还是 230VRMS(欧洲、ROA 等地区)的额定值。
并网逆变器的额外任务是将振幅、频率和相位与由多个源和负载组成的现有电网同步。它还需要解决在电网出现任何故障(如停电、断电、过压等)时检测并将自身与电网隔离的问题。这称为防孤岛保护。
当今的串式逆变器在成本和功率密度方面都具有竞争力,一般都不需要变压器。无变压器的串式逆变器为返回电流提供了低阻抗路径。由于 PV 表面暴露在接地屋顶或附近的其他表面上方,因此这种漏电流是 PV 应用中众所周知的挑战。表面积较大会导致 PV 电池板与接地之间的杂散电容值较高,在潮湿环境或雨天,杂散电容可能高达 200nF/kWp。当转换器的共模电压没有得到很好的缓解时,这种寄生电容会导致高共模电流流入系统,并可能导致 EMI 和电网电流失真等问题。可以发现,需要通过所用拓扑来解决安全和残余电流检测 (RCD) 方面的问题。因此,所选的相应拓扑需要解决该问题。
图 2-4 表示 TIDA-010938 中存在的基于 HERIC 的直流/交流转换器拓扑。当仅 FET Q6、Q7、Q8、Q9 运行且不使用 Q10 和 Q11 时,也可以将其配置为 H 桥模式。对于逆变器级,可使用各种由正弦 PWM 调制的降压衍生非隔离式拓扑。其中包括适用于单相的拓扑,例如支持双极调制的两级 H 桥、支持单极调制的三级 H 桥、HERIC 和图腾柱(TIDA-010933,它是额定功率为 1.6kW 的逆变器级)。TIDA-010938 展示了额定功率高达 4.6kW 的逆变器级,可配置为单极、双极和基于 HERIC 的转换器。表 2-1 列出了每个系统的优势和挑战。
| 3L H 桥单极 | 2L H 桥双极 | 3L 图腾柱 | 3L HERIC | |
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| 优势 |
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| 挑战 |
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