4 输出旁路电路解决方案

旁路电路通常有两种解决方案。实现旁路功能的常用方法是使用 P-N 结二极管或肖特基二极管，如图 3 所示。这种方法成本低、易于使用，并且可根据所选二极管实现非常高的反向电压。但是也存在一些缺点，例如高正向压降（0.5V 至 1V），会导致更高的功率耗散并需要更大的印刷电路板。为了克服旁路二极管解决方案的缺点，可以选择使用压降更低且功率损耗更低（得益于低 R_DS(on)）的 N 沟道 MOSFET。不过，这种方法也有如下缺点：

• MOSFET 不是一种独立的解决方案，它需要在控制电路（通常是带有分立式 MOSFET 驱动器电路的微控制器 (MCU)）的作用下用作开关。
• MCU 需要由 PV 电路板供电。如果 PV 电路板严重损坏或完全被阴影或遮蔽物覆盖，则 MCU 将无法工作，并且 MOSFET 无法导通。
• 在 MCU 出现故障的情况下，MOSFET 无法导通，旁路路径会通过 MOSFET 的体二极管。但 MOSFET 的体二极管无法承受大电流，并且会因热量累积而产生高温，造成火灾风险。

为克服基于 MCU 的开/关控制方案的缺点，一种智能方法是使用可在无任何外部干预的情况下自主工作的独立 MOSFET 控制器。德州仪器 (TI) 的 LM74610-Q1 系列浮动栅极理想二极管控制器通过控制外部 N 沟道 MOSFET 来模拟串联二极管的行为，可提供独立的低损耗旁路开关解决方案。这类控制器具有浮动栅极驱动架构，可在输入电压低至 MOSFET 体二极管正向压降（约为 0.5V）的情况下运行。

不过，随着光伏逆变器功率等级的提高以及更高电压 PV 电池板应用的增加，旁路电路需满足一些要求才能优于传统解决方案。它需要与电压范围为 20V 至 150V 的 PV 电池板配合使用，以便可以跨多个平台扩展，并且它应独立于其他电路。