摘要：提出了一种500VA光伏逆变电源的设计方案，将光伏控制器和光伏逆变电源有用地连系在一起，并具有欠压、过压、过热、短路庇护功能。
关头词：光伏；逆变电源；研制

1引言
太阳电池居高不下的价格是致使交流光伏电源系统难以推行的重要身分，为了下降交流光伏电源系统的整体造价，除下降太阳电池的价非分特别，提高逆变电源的电能变换效率，削减太阳电池的用也不失之为一条有用的途径，是以列国的光伏家一直在起劲开发适于这个行使用的逆变电源。实践证实，采用高效靠得住的逆变电源能有用地下降光伏系统的整体造价^[1－2]。

今朝，光伏逆变电源存在的主要问题是靠得住性不高、效率低，这制约了户用交流光伏电源系统的推行和使用。500VA新型高效光伏逆变电源是针对光伏系统的特殊性而门设计的，电路设计思想新颖、怪异，克服了现有的逆变电源电能变换效率低、靠得住性差，输出频率及波形随负载的性（感性、容性、阻性）变化年夜等错误谬误。理论和实验讲明：它具有靠得住、高效、体积小、重轻、低污染等特点。

2电路设计

整个电路如图1所示，输进为24V直流，经由过程高频DC/DC变换、整流、滤波后获得约260V的直流电压，该电压经逆变后获得220V、50Hz的类正弦交流电，庇护电路由欠压庇护，过压庇护，短路庇护及过热庇护等组成。

2.2电路结构及工作原理

2.2.1单规矩激式DC/DC变换器原理及主开关器件的选择

DC/DC变换器选用当前电源界认为靠得住性很高的单规矩激PWM调制方案，并凭据光伏系统电能高效变换的要求对其进行了特殊的设计与改良[3]，原理如图2所示。就地效应管被输进脉冲驱动而导通时，输进电压Ui便加到变压器低级绕组上，由于变压器的极性，二次绕组为上正下负，二极管导通，向负载提供能。为了提高电源的变换效率，削减体积，在实验中选用PWM频率为200kHz，且将往磁电路接到次级绕组上；磁芯选用多个N67并联。理论分析和实验讲明：电器产物的体积重与其供电频率的平方根成反比，所以当把频率从50Hz提高到20kHz时，其体积、重将降至工频时体积、重的5％～10％，因而采用该方案设计的光伏逆变电源体积很小。由于脉冲变压器的工作频率较高，脉冲距离时间很短，占空比凡是会到达50％，而且要求在下一个脉冲到来之前变压器磁通必需复位，是以变压器的纯磁化电感不能太年夜。另外，必需精心设计磁通复位电路。

由于MOSFET与双极性晶体管相比，具有开关速度快，输进阻抗高，易于驱动，没有二次击穿，靠得住性高，参数一致性好等点，是以在本设计中选用多个MOSFET并联作为主开关器件。在现实安装时，尽缩短MOSFET各管脚引线的长度，以消除寄生振荡。

2.2.2PWM电路设计

PWM电路控制器件选用电流型控制电路TL494，具体接法如图3所示。稳压用脉宽调制旌旗灯号由260V的直流高压经R₁、R₂分压后加到TL494的脚1，PWM旌旗灯号由脚8输出经V₁，V₂功放后驱动主开关器件。

2.2.3类正弦变换波形发生电路

类正弦变换波形发生电路用于生玉成桥变换的驱动旌旗灯号，如图4所示。旌旗灯号源由晶体振荡器发生，振荡频率为25.6kHz，经4060分频划分形成50Hz、100Hz、200Hz的脉冲旌旗灯号，后合成为50Hz的类正弦驱动旌旗灯号。采用这类设计可以使终的输出频率稳定，不随负载的性及温度的变化而变化。

2.2.4DC/AC电路

DC/AC电路选用凡是的全桥变换电路，如图5所示。由旌旗灯号发生电路输出两路互差180°的旌旗灯号，做为上下桥臂器件的控制旌旗灯号驱动MOSFET，后获得220V、50Hz的类正弦交流电。

2.2.5庇护电路设计

鉴于光伏系统的使用情况，因而光伏逆变电源必需要有靠得住且壮大的庇护电路。各庇护点的设计参考了文献[4]的成效。具体电路如图6所示。图中U_ref为参考电压，U_i为电源输进电压。

1）过压庇护当U_i>32.0V时，A₁同相输进端电平高于U_ref，比力器A₁输出高电平U_o，送到TL494的脚4，关断输出脉冲。

2）欠压报警当U_i<22.0V时，比力器A₄输出高电平，蜂叫器发出报警声，提醒用户关机。

3）欠压关断当U_i<21.6V时，比力器A₂输出高电平，关断振荡器；恢复输出时的Ui应年夜于24.6V。

4）过热庇护当光伏逆变电源因重载或长时间工作而引发机内温度跨越50℃时，温度传感器RT使比力器A₃输出高电平，A₄输出高电平，同时比力器A₂输出高电平，强行关断逆变电源。

5）短路庇护负载短路旌旗灯号及DC/AC短路旌旗灯号被送到TL494的脚16，关断输出脉冲以实现对逆变电源的短路庇护。

3实验成效
在研制进程中，进行了屡次严酷情况下的老化实验，证实设计方案是可行的，庇护功能是靠得住的。5台样机的各项参数以下：
空载电流<0.1A
频率50Hz±0.25Hz
输进电压范围DC22～32V
输出电压范围AC220(1±5％)V
效率>95％
负载为800W时，正常工作时间>15min
负载为600W时，正常工作时间>30min
4结语
研制出的24V/500VA光伏逆变电源适合于光伏行使用。实践讲明：该光伏逆变电源具有高的靠得住性与效率，过载能力强，庇护功能全等特点，出格适合于对电源常识领会不多的人们使用。

参考文献

[1]杨宏,王鹤.光伏系统用中小功率逆变电源的现状与展看.中国第六届光伏会群情文集[C],昆明,2000.
[2]J.Martin,S.Heribert,S.Jurgen.Resultsoftheconcertedactiononpowerconditioningandcontrol[C].EleventhE.C.PhotovoltaicSolarEnergyConference,Montreux,Switzerland,1992.
[3]王鹤,杨宏.高效单规矩激变换器的研制[J].电源技术运用.No.11,2000.
[4]王鹤,杨宏.智能电池充电器性能的研究[J].电源技术运用.No.6,2000.