微型逆变器研究报告.doc

微型逆变器相关资料目录一、微型逆变器（一）微型逆变器简介什么是微型逆变器？其发展历程如何？为何会出现此种产品？应该如何使用（是否要与其他产品配套使用）？最先是由谁研发出来的？是否是某些企业的研发成果？还是国家的研究机构研发出来的？目前的研究情况如何？是否已可达到批量生产？目前有哪些厂家（简要列举，在后面再详细介绍）？概述：普通太阳能光伏系统都是由许多紧密相连的太阳能电池板组成。这些电池板先分组串联，再将不同的串联电池组并联起来形成电池阵列。（这样，当有局部阴影或碎砾等遮蔽光伏系统时，存在着如果有因日照不均以及特性不均等导致输出功率下降的模块，整体的输出功率就会大幅降低的问题。假如串联中的任何某个电池发生故障，也会导致整个电池组失效。）太阳能电池板阵列产生的直流电流到位于电池板侧旁的逆变器。逆变器有两个基本功能：一方面是为完成DC/AC转换的电流连接到电网，另一方面是找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率。对于特定的太阳光辐射、温度及电池类型，太阳能光伏系统都相应有唯一的最佳电压及电流，从而使光伏系统产生最大的能量。如果光伏系统在非最佳电压及电流水平下运行，系统的效率就非常低，白白浪费采集太阳能的良机。太阳能光伏微型逆变器是一种转换直流从单一太阳能电池组件至交流电的装置。微型逆变器的直流电源转换是从一个单一的太阳能模块交流，各个太阳能电池模块配备逆变器及转换器功能，每块组件可单独进行电流的转化，所以这被称之为“微型逆变器”及“微型转换器”。微型逆变器能够在面板级实现最大功率点跟踪（MPPT），拥有超越中央逆变器的优势。这样可以通过对各模块的输出功率进行优化，使得整体的输出功率最大化。此外，与通信功能组合，还可用于监视各个模块的状态，检测出出现故障的模块。历程：在大规模部署的太阳能并网发电厂中，光伏电池板的数量很大，为此，TI公司提出了“微型逆变器”的概念，它既能够在较宽的范围内扫描各个独立的太阳能电池板的峰值功率点，避免把局部峰值作为MPP点，同时，又能够提高最大功率点输出跟踪的效率。TI提出的这种系统的架构对于DC/DC转换器、DC/AC转换器以及控制器、通信接口的需求也非常大。在过去的几年里，美国国家半导体实验室的研究人员一直在积极研究太阳能发电系统的效率问题。一个解决方案就是所谓的“微型逆变器”。可是，影响光伏系统的关键因素是可靠性、成本和效率。微型逆变器并不能全面地平衡这几个关键因素。过去，太阳能电池板被定为无源电子组件，主要原因是太阳能电池板没有包含任何具备智能及可靠的有源电子组件。但这种情况现在已经发生变化。此外，当考虑到成本和效率因素时，更没必要为每块电池板都加装电网接口。实际上，现行光伏系统迫切需要优化功能。而这个功能可通过若干个可靠及精密的集成电路来实现。凭借50年的集成电路开发和销售经验，美国国家半导体将微型优化器的专业知识带到太阳能领域。2009年，美国国家半导体公司宣布推出太阳能产业有史以来首款光电板专用的SolarMagic芯片组。这宣告了“智能型太阳能发电系统”全新时代的来临。普通的太阳能光伏系统架构都极易受到实际操作环境的影响。例如只要几块电池板有阴影或树叶遮蔽，整个系统的发电量便会大幅地下跌。具体来说，只要有10%的电池板面积被遮盖，系统的总发电量便会下跌50%。而且随着时间的推移，被遮蔽的电池板面积会越来越大，太阳能系统的效率会受到严重的影响。采用SolarMagic技术则可将挽回57%的发电损失。从发电系统的角度来看，光伏并网在技术上的重点在于以下两个方面。一是从光伏系统的角度来看，光伏行业面临的最大挑战之一是太阳能面板的阴影问题。二是从功率器件的角度来看，由于主要的光伏系统厂商拥有各自的光伏逆变应用专利拓扑，半导体供应商必须开发专用的产品。例如，由于需要提高输入电压以获得更高的效率，所以必须使用650V或以上MOSFET/IGBT。此外也需要使用SiCSBD作为成套解决方案。另外，要扩大10kW以上市场份额，就必须使用IGBT/SPM模块。对于10kW以下并网光伏逆变器解决方案，飞兆半导体提供场截止（FS）IGBT和SupreMOSMOSFET器件，具备进入这一高性能市场所需的低EOFF优势和高可靠性。对于微型逆变器，飞兆半导体拥有中等电压MOSFET和SupreMOS技术，可为这类应用提供卓越性能。除了功率半导体之外，对各模块的输出功率进行优化的控制IC，以及传递各模块状况的通信IC的重要性也将日益提高。微控制器要运行MPPT算法，以调节太阳能电池板的方向、输出的直流电压和电流，使之获得峰值功率输出，就需要采用微控制器以及传感器来跟踪太阳方位角以及高度角。（二）微型逆变器的关键技术最大功率点跟