一、前语
跟着我国光伏发电运用规划与规模的不断扩大，光电商场对逆变器的需求量敏捷添加。与此同时， 高质量、低成本的逆变器产品逐步成为光电体系开发人员和广阔用户所重视的问题。逆变器是电力电子技能的一个重要运用方面。电力电子技能是电力、电子、主动操控及半导体等多种技能彼此浸透与有机结合的归纳技能。因而， 逆变器所触及的常识范畴和技能内容非常广泛， 本文仅从光伏发电体系运用的视点， 对逆变器的根本作业原理、电路体系的构成作一扼要介绍。近年来， 跟着“小家电”产品的日益增多， 愈来愈多的人在运用可充电电池， 许多家庭都备有小型蓄电池充电器。充电器的核心部件是整流器， 它的功用是将50 周波的沟通电整流成为直流电。逆变器与整流器恰好相反， 它的功用是将直流电转换为沟通电。这种对应于整流的逆向进程， 称之为“逆变”。太阳电池在阳光照射下发生直流电， 然而以直流电方式供电的体系有很大的局限性。例如： 日光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电， 绝大多数动力机械也是如此。此外， 当供电体系需求升高电压或下降电压时，沟通体系只需加一个变压器即可， 而在直流体系中升降压技能与设备就要杂乱得多了。因而， 除特别用野外， 在光伏发电体系中都需求装备逆变器。逆变器还具有主动调压或手动调压功用， 可改进光伏发电体系的供电质量。综上所述， 逆变器已成为光伏发电体系中不行短少的重要配套设备。
二、逆变器根本作业原理
逆变器的品种许多， 各自的详细作业原理、作业进程不尽相同， 可是最根本的逆变进程是相同的。下面以最根本的逆变电路———单相桥式逆变电路为例
详细阐明逆变器的“逆变”进程。单相桥式逆变电路如图1 （a） 所示。输入直流电压为E ， R 代表逆变器的纯电阻性负载。当开关K1 、K3 接通时， 电流流过K1 、R 和K3 ， 负载上的电压极性是左正右负; 当开关K1 、K3 断开， K2 、K4 接通时， 电流流过K2 、R 和K4 ， 负载上的电压极性反向。若两组开关K123 、K224 以频率f 替换切换作业时， 负载R 上便可得到频率为f 的交变电压Ur ， 其波形如图1 （ b）所示。该波形为一方波， 其周期T = 1 / f 。图1 （ a） 电路中的开关K1 、K2 、K3 、K4 ， 实践是各种半导体开关器材的一种抱负模型。逆变器电路中常用的功率开关器材有功率晶体管（ GTR） 、功率场效应管（ POWER MOSF E T） 、可关断晶闸管（ GTO） 及快速晶闸管（ SCR） 等。近年来又研
制出功耗更低、开关速度更快的绝缘栅双极型晶体管（ IGB T） 。 三、逆变器电路体系构成
图1 （ a） 所示电路是逆变器的逆变进程示意图。实践上要构成一台实用型逆变器， 需要添加许多重要的功用电路及辅佐电路。输出为正弦波电压， 并具有必定维护功用的逆变器电路原理框图如图2 所示。
其作业进程简述如下： 由太阳电池方阵（或蓄电池） 送来的直流电进入逆变器主回路，经逆变转换成沟通方波，再经滤波器滤波后成为正弦波电压，最终由变压器升压后送至用电负载。 逆变器主回路中功率开关管的开关进程，是由体系操控单元经过驱动回路进行操控的。 逆变器电路各部分的作业状况及作业参量，经由不同功用的传感器变换为可辨认的电信号后，经过检测回路将信息送入体系操控单元进行比较、剖析与处理。 依据判别成果，体系操控单元对逆变器各回路的工况进行调控。 例如：经过电压调理回路可调理逆变器的输出电压值。 当检测回路送来的是短路信息时，体系操控单元经过维护回路，当即关断逆变器主回路的功率开关管，然后起到维护逆变器的效果。 逆变器作业的首要状况信息及毛病状况，经过体系操控单元能够送至显现与报警回路。 依据逆变器功率巨细，功用多少的不同，图2 中的体系操控单元，简略的能够是一块组件构成的逻辑电路或专用芯片;杂乱的能够是单片微处理器或16 位微处理器等等。 此外，图2 所示的是逆变器典型的电路体系原理，实践的逆变器电路体系能够比图2 简略许多，也可较之更杂乱。 最终要阐明的是，一台功用完善、功用杰出的逆变器，除具有如图2 所示的悉数功用电路外，还要有二次电源。 该电源担任向逆变器一切用电部件、元器材、外表等，供给不同等级的低压作业用电压。
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四、光伏体系中逆变器分类及特色
有关逆变器分类的准则许多， 例如： 依据逆变器输出沟通电压的相数， 可分为单相逆变器和三相逆变器; 依据逆变器运用的半导体器材类型不同， 又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等; 依据逆变器线路原理的不同， 还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等等。为了便于光电用户选用逆变器， 这儿仅以逆变器输出沟通电压波形的不同进行分类， 并对不同输出波形逆变器的特色做一扼要阐明。 1 方波逆变器
方波逆变器输出的沟通电压波形为方波， 如图3（a） 所示。此类逆变器所运用的逆变线路也不完全相同， 但一起的特色是线路比较简略， 运用的功率开关管数量很少。规划功率一般在几十瓦至几百瓦之间。方波逆变器的长处是： 价格便宜， 修理简略。缺陷是： 因为方波电压中含有很多高次谐波， 在以变压器为负载的用电器中将发生附加损耗， 对收音机和某些通讯设备也有搅扰。此外， 这类逆变器中有的调压规模不行宽， 有的维护功用不行完善， 噪声比较大。
2 阶梯波逆变器
此类逆变器输出的沟通电压波形为阶梯波， 如图3 （ b） 所示。逆变器完成阶梯波输出也有多种不同的线路， 输出波形的阶梯数目也不一样。阶梯波逆变器的长处是： 输出波形比方波有显着改进， 高次谐波含量削减， 当阶梯到达17 个以上对输出波形可完成准正弦波。当选用无变压器输出时， 整机功率很高。缺陷是： 阶梯波叠加线路运用的功率开关管较多， 其间有些线路方式还要求有多组直流电源输入。这给太阳电池方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来费事。此外， 阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频搅扰。
3 正弦波逆变器
这类逆变器输出的沟通电压波形为正弦波， 如图3 （c） 所示。正弦波逆变器的特色是： 归纳技能功用好， 功用完善， 但线路杂乱。正弦波逆变器的长处是： 输出波形好， 失真度很低， 对收音机及通讯设备无搅扰， 噪声也很低。此外， 维护功用完全， 整机功率高。缺陷是： 线路相对杂乱， 对修理技能要求高，价格较贵。上述三品种型逆变器的分类， 有利于光电体系开发人员和用户对逆变器进行辨认和选型。实践上， 波形相同的逆变器在线路原理， 运用器材及操控办法等等方面仍有很大差异。有关其它分类办法与特色， 读者如有爱好， 可参看有关电力电子专业方面的书刊。
