光伏系统用中小功率逆变电源现状与发展分析

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现状　　
　　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 220V 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“20kHz 电源

技术革命

”。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（1）。
　　
　　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
　　
　　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（

2）。

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，