电容将在每个开关周期得到刷新。
　　因为高压端的

Q1 和 Q2 同封装二极管不会有续流经过，低压端的 Q3 和 Q4 二极管上主

要是导通损耗，开关损耗非常小，所以总的系统损耗得到了最小化，系统效率得到了最大
化。交叉导通可能性也被排除了，因为任何时间点的开关只在对角的两个器件上发生

(Q1 和

Q4 或 Q2 和 Q3)。
　　此外，每个输出驱动器

IC 都有一个大脉冲电流缓存级电路，它们设计用于减小驱动器

的交叉导通可能性。系统工作在单直流总线电源下，无需负直流总线。对于整个系统来说，
所有这些因素导致了更高的效率和更少的器件数量。
　　在这个逆变器设计中，

+20V 电源第一次被用来给微处理器和控制电路供电。对于要实

现的源代码而言，在这个逆变器方案中使用的

8 位 PIC18F1320 微控制器将给 IGBT 驱动器

提供信号，再由这些

IGBT 驱动器最终生成驱动信号来驱动 IGBT。

　　说到驱动器，这里需要介绍一下。这个设计中使用的低压端和高压端

IGBT 驱动器是采

用专利的先进高压

IC 工艺(G5 HVIC)和免闩锁 CMOS 技术制造的，最大工作电压可达

600V。它们还采用了高压电平变换和终接技术，可以从来自微控制器的低压输入产生合适
的栅极驱动信号。这些驱动器的逻辑输入兼容标准的

CMOS 或 LSTTL 输出，最低到 3.3V 逻

辑电平。
　　超快速二极管

D1 和 D2 提供向电容 C2 和 C3 充电的路径，并且确保高压端驱动器得到

正确供电。在正输出的半个周期内，高压端

IGBT Q1 被正弦 PWM 调制，而低压端 Q4 保持

导通状态

(图 4)。同样，在负输出的半个周期内，高压端 Q2 被正弦 PWM 调制，同时低压端

Q3 保持导通。这种开关技术将在 LC 滤波器后面的输出电容 C4 上产生一个 60Hz 的交流正
弦波。
　　

 
　　这个逆变器的设计输出功率是

500W，实际测量到的交流输出功率是 480.1W，功率损

耗为

14.4W。60Hz 的交流输出电压是 117.8V，输出电流为 4.074A。图 5 就是这个 500W 设计

输出的

60Hz 波形。

　　

 
　　对这个装置测量得到的效率是

97.09%。采用类似的装置，逆变器被调节到 200W 输出，

并且再次测量它的转换效率。此时负载上的交流功率是

214W，功率损耗为 6.0W。60Hz 输出

电压为

124.6V，输出电流是 1.721A。在这个额定功率测量得到的转换效率为 97.28%。据观

察，在更低输出功率

(100W)时也能实现同样高效的性能。

　　

 
　　图

6 给出了输出功率电平从约 100W 到 500W 时测得的逆变器功率损耗。在相同输出功

率范围、相同直流输入下对逆变器效率的测量表明，它可在很宽的输出功率范围内保持好于
97%的高输出效率，即使功率损耗会随着输出功率变大而增加(图 7)。
　　

 
　　总之，在驱动器和高低压端

IGBT 的正确组合下，这个太阳能逆变器设计在从约 100W