由于高侧

Q1 和 Q2 协同封装二极管并不受续流电流影响，同时低侧 Q3 及 Q4 拥有主要的通

态耗损和非常少的开关耗损，整体系统损耗获得最小化，而系统效率就得到最大化。此外，
因为在任何时间，开关都在对角器件配对

Q1 和 Q4，或者 Q2 和 Q3 上进行，所以排除了直

通的可能性。同时，每个输出驱动器

IC 具备高脉冲电流缓冲级以最小化驱动器的直通。这个

逆变器的另一个突出功能，是它以单一直流母线供电运作。因此，排除了负直流母线的需求。
简单点来说，针对整体逆变器，以上这些安排全部都可以转化为更高的效率和更少的零件
数目。更少的零件也表示设计可以占更少的空间，以及拥有更简短的物料清单。

 

在这个逆变器设计中，

+20V 电源首先用来推动微型处理器，并且管理不同的电路。有关代

码的实现，这个逆变器解决方案中采用的

8 位微型控制器 PIC18F1320 会为 IGBT 驱动器产

生信号，由此最终提供用来驱动

IGBT 的信号。以专用先进高电压 IC 工艺过程 (G5 HVIC)以

及锁存免疫

CMOS 技术的栅极驱动器集成高电压转换和终端技术，使驱动器能够从微型控

制器的低电压输入产生适当的栅极驱动信号。有关的逻辑输入与标准

CMOS 或 LSTTL 输出

相容，逻辑电压可低至

3.3V。 

超高速二极管

D1 和 D2 提供路径来把电容器 C2 及 C3 充电，并且确保高侧驱动器获得正确

的动力。图

3 描绘出相关的输出波形。如图所示，在正输出半周期内，高侧 IGBT Q1 经过正

弦

PWM 调制，但低侧 Q4 就保持开通状况。同样地，在负输出半周期内，高侧 Q2 经过正弦

PWM 调制，而低侧 Q3 则保持开通状况。这种开关技术在输出 LC 滤波器之后，于电容器
C4 的两端提供 60Hz 交流正弦波。 

图

3 电容器充电波形

　
逆变器是为

500W 的输出而设计，测量所得的交流输出功率是 480.1W，功率损耗则是

14.4W。在 60Hz 的频率下，交流输出电压有 117.8V，输出电流是 4.074A。这个配置获得
97.09%的效率。利用相似的配置，将逆变器改为针对 200W 输出，然后再重新测量转换效率。
结果显示，

 在这个负载下，交流功率为 214W，功率耗损有 6.0W，而在 1.721A 的输出电

流下，

60Hz 输出电压为 124.6V。在这个功率额定值下，所得的转换效率为 97.28%。即使在

较低一端的输出功率

(100W)，我们也看到相似的效率性能。 

简单来说，通过把适当的高电压驱动器与优化了的低侧和高侧高电压

IGBT 结合，我们在

这里提到的太阳能逆变器设计，能够在

100～500W 的功率输出范围内持续提供高转换效率

性能。由于转换效率非常高，所以有关的低功率损耗并不会带来任何温度管理挑战。因此，
在最高

500W 的输出功率下，高侧 IGBT (IRGB4062DPBF) 的结温大约 80

℃，比最高的特

定结温

175

℃要低于一半。同样地，在一样的功率水平下，低侧 IGBT (IRG4BC20SD-PBF)

显示

83

℃的结温。同时，当输出功率达到 200W 左右，温度还会变得更低。