太陽能光伏發電系統為半導體行業帶來新機會 2

　　在光伏發電系統中，除了防止蓄電池過充和過放、防反充電等的控制器之外。逆變器也是光伏發電系統中的另一個關鍵部件，光伏發電系統用的逆變器對可靠性和逆變效率有很高的要求，其中，如何提高逆變器的DC/AC轉換效率是業內面臨的關鍵挑戰之一。
　　光伏發電系統逆變器：半導體行業發展的新機遇
　　逆變器電路的基本框圖如圖3所示，首先，由DC/DC轉換(圖中沒有顯示DC/DC轉換和調整部分)提升或降低輸入的電壓，調節其輸出以實現最大的效率。在經過一些附加的電壓緩沖之后，左側電橋中的MOSFET通常由18~20KHz的開關頻率，把DC電壓轉換為AC電壓。一般來說，單相H橋是DC/AC級的常見配置，但是，也可以采用三相和其它配置。最后，低通濾波器平滑由開關切換產生的交變電壓，從而產生用于并網光伏發電系統的正弦交流電輸出。

圖3 逆變器電路的基本方框圖
　　一般來說，輸入直流電壓要比交流輸出電壓的電平要高，但是，由太陽能電池板提供的輸入源電壓通常沒有那么高，因此，系統可以在交流輸出一側采用變壓器提升電壓，或在DC/DC轉換級提升直流電壓。
　　在變壓器方案中，雖然它增加重量和逆變器的體積，并增加成本及造成轉換效率的降低，但是，通過隔離變壓器兩側的電路，它們提高了電路保護和人的安全性，防止直流電流到交流電一側，而交流電的漏電流也不會造成光伏電池板與地之間的潛在問題。
　　在不采用變壓器的系統中，為了防止負載切換時或者當外電路有嚴重擾動時燒毀MOSFET，在設計中要采用一種剩余電路保護器件(RCD)來監測各相的電流，如果電流超過某個數值，該器件就會觸發保護繼電器斷路，從而保護轉換和充電電路部分，使之免受電網上電壓浪涌的破壞。
　　此外，如果電力線受到破壞或被迫關閉，逆變器就要停止向用電設備或電網供電。如果電力線電壓偏低或欠壓、或出現巨大的擾動時，要采用一種用于“非孤島”逆變器的傳感器來感測這種情況。當出現這種情況時，逆變器將自動地關閉向電網供電，或把電力傳輸到其它地方，從而防止它成為電力發電的“孤島”。
　　正如DC/AC轉換的效率取決于輸入電壓一樣，電池充電的效率也取決于輸入電壓。光伏板由于受到季節、云層覆蓋及日照時間的影響，電池的充電狀態也會不斷地變化。