基于IGBT光伏发电逆变电路的设计

Q1～Q4是4个IGBT功率开关管，其中Q1和Q3为超前臂，Q2和Q4为滞后臂，Q1和Q3超前于Q2和Q4一个相位，当Q1和Q4关断，Q2和Q3导通时，UAB两端电压等于V1两端电压，电容器C1被电源电压V1充电。当Q3由导通到关断时，电容器C3被充电，电感L1释放能量，使得电容器C1谐振放电，直到电容器C1上的电压为零，使Q1具备了零电压导通的条件，同理可知超前臂Q3的零电压导通原理。当Q1和Q4导通，Q2和Q3关断时，AB两端电压等于V1两端电压，电容器C3处于充电状态，当Q1和Q4持续导通时，电感L2与电容C8产生谐振，因此，电容C8被充电。当Q1由导通到关断时，电容C1被充电，使得C3开始放电，AB两端电压减小，使得C8谐振放电，C8持续放电，最后使得二极管D7续流，Q4的驱动脉冲持续下降直到零，最终完成了Q4的零电流关断。同理可知滞后臂Q2的零电流关断原理。
因此可以说超前臂Q1和Q3分别通过并联电容器C1和C3来完成零电压导通和关断，进而减小开关损耗；滞后臂Q2和Q4则是通过辅助电路中对C8放电，使流过变压器原边的电流减小到零进而完成零电流导通和关断。

3 实验结果
根据以上分析，实验结果如图5所示。

一般电路波形接近方波部分说明其输出含有较多的谐波分量，这样会使系统产生不必要的附加损耗，如图5是采用IGBT的改进电路，其波形很接近正弦波，理想的正弦波其总谐波畸变度为零，但实际生活中很难达到这样的水准，因此基本达到要求，同时由于PIC16F873单片机具有多路PWM发生器，又具有更好的输出正弦波的特点，因此验证了实验的可行性，达到了预期效果。

4 结语
通过对器件的比较与分析，电路的改进与优化，集成电路EXB841本身内部含有过电流保护电路，解决了绝缘栅双极晶体管IGBT对驱动电路部分的要求，而且减少了外部电路的设计，使得整个设计过程简单、方便。软开关技术则解决了IGBT导通与关断时流过电流与其上电压过大的问题，最终整个系统的驱动损耗和开关损耗大大减少，输出波形是较为稳定的正弦波，进而提高了整个系统的工作效率。