中小功率逆变器

关键字：中小功率

 逆变器 

     中小功率逆变电源是户用独立交流光伏系统中重要的环节之一，其可靠性和效率对推广
光伏系统、有效用能、降低系统造价至关重要因而各国的光伏专家们一直在努力开发适于
户用的逆变电源，以促使该行业更好更快地发展。
　　光伏系统用中小功率逆变电源的技术
　　逆变电源按变换方式可分为工频变换和高频变换。工频变换是利用分立器件或集成块产
生５０Ｈｚ方波信号，然后利用该信号去推动功率开关管，利用工频升压变压器产生２２
０Ｖ交流电。这种逆变电源结构简单，工作可靠，但由于电路结构本身的缺陷，不适合于带
感性负载，如电冰箱、电风扇、水泵、日光灯等。另外，这种逆变电源由于采用了工频变压器，
因而体积大、笨重、价格高。目前主要用在大型太阳能光伏电站。
　　２０世纪７０年代初期，２０ｋＨｚＰＷＭ型开关电源的应用在世界上引起了所谓

“２

０ｋＨｚ电源技术

*

”。这种变换思想当时即被用在逆变电源系统中，但由于当时的功率器件

昂贵，且损耗大，高频高效逆变电源的研究一直处于停滞状态。到了８０年代以后，随着功
率ＭＯＳＦＥＴ工艺的日趋成熟及磁性材料质量的提高，高频变换逆变电源才走向市场。
　　高频变换逆变电源是通过高频ＤＣ

/ＤＣ变换技术，先将低压直流变为高频低压交流，

经过脉冲变压器升压后再整流成高压直流。由于在ＤＣ

/ＤＣ变换中采用了ＰＷＭ技术，因

而在此可得到一稳定的直流电压，利用该电压可直接驱动交流节能灯、白炽灯、彩电等负载。
若对该高压直流进行类正弦变换或正弦变换，即可得到２２０Ｖ、５０Ｈｚ类正弦波交流电
或２２０Ｖ、５０Ｈｚ正弦波交流电。这种逆变器由于采用高频变换（现多为２０ｋＨｚ～
２００ｋＨｚ），因而体积小、重量轻，再由于采用了二次调宽及二次稳压技术，因而输出
电压非常稳定，负载能力强，性能价格比高，是目前可再生能源发电系统中首选产品。在国
外发达国家的中小交流光伏系统中得到普遍的使用，但在国内，由于技术方面的原因及市
场的混乱，一些逆变电源厂家一直在推广工频变换逆变电源，有的为了降低成本甚至使用
低硅硅钢片，这样的逆变电源充斥市场，使得交流光伏系统的综合成本升高，将会阻碍交
流光伏系统的推广，这对行业的发展是很不利的。
　　国内高频变换中小功率逆变电源存在问题分析
　　

a．可靠性

　　目前，高频变换中小功率逆变电源存在的问题主要是可靠性不高。我们多年的研究、生
产及使用说明：影响高频变换中小功率逆变电源寿命的主要因素有电解电容器、光电耦合器
及磁性材料。
　　实践证明：追求寿命的延长要从设计方面着手，而不是依赖于使用方。降低器件的结温，
减少器件的电应力，降低运行电流及采用优质的磁性材料等措施可大大提高其可靠性。国内
之所以有人对高频变换逆变电源的可靠性产生怀疑，一个重要的原因是一些厂家为了降低
成本而仍使用７０年代研制的第一代磁性材料，如ＴＤＫ的Ｈ３５、ＦＤＫ的Ｈ４５等，由
于这种磁性材料的饱和磁通密度及居里温度点较低，因而在功率较大时长时间使用极易出
故障。我们使用８０年代中后期研制的第三代磁性材料，如ＴＤＫ的Ｈ７Ｃ４、ＦＤＫ的Ｈ