IGBT光伏發(fā)電逆變電路
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具體實施如下：采用Rg2和VD1串聯(lián)再與Rg1并聯(lián)，當IGBT導通時，由驅動電路內(nèi)部EXB841的3腳輸出正電壓，VD1導通，Rg1和Rg2共同工作，因為并聯(lián)后的總電阻小于每一個支路的分電阻，所以串聯(lián)在柵極上的總電阻Rg的值比Rg1，Rg2的值都要小，這樣使得開關時間和開關損耗隨著總電阻值的減小而減少，進而降低驅動損耗。當IGBT關斷時，該驅動電路內(nèi)部EXB841的5腳導通，3腳不導通，IGBT的發(fā)射極提供負電壓，使得與Rg2串聯(lián)的VD1截止，Rg1工作，Rg2不工作，此時串聯(lián)在柵極上的總電阻Rg的值就是Rg1的阻值，這樣在關斷IGBT時不會因為柵極間的電阻過小而導致器件的誤導通，進而提高了工作效率。
2．2 軟開關
針對開關損耗，采用軟開關技術。軟開關技術是相對于硬開關而言的，傳統(tǒng)的開關方式稱為硬開關，所謂軟開關技術就是半導體開關在其導通或關斷時的時間很短，使流過開關的電流或加在開關的電壓很小，幾乎為零，從而降低了開關損耗。實質(zhì)是通過提高開關頻率來減小變壓器和濾波器的體積和重量，進而大大提高變換器的功率密度，降低了開關電源的音頻噪聲，從而減小了開關損耗。
當IGBT功率開關管導通時，加在兩端的電壓為零稱為零電壓開關，IGBT關斷時，流過其上的電流為零稱為零電流開關。由于IGBT具有一定的開關損耗，所以采用移相全橋零電壓零電流PWM軟開關變換器(如圖4所示)，結構簡單沒有有損元件，減少了IGBT尾電流的影響，進而減少了開關損耗，提高了逆變器的效率。
Q1～Q4是4個IGBT功率開關管，其中Q1和Q3為超前臂，Q2和Q4為滯后臂，Q1和Q3超前于Q2和Q4一個相位，當Q1和Q4關斷，Q2和Q3導通時，UAB兩端電壓等于V1兩端電壓，電容器C1被電源電壓V1充電。當Q3由導通到關斷時，電容器C3被充電，電感L1釋放能量，使得電容器C1諧振放電，直到電容器C1上的電壓為零，使Q1具備了零電壓導通的條件，同理可知超前臂Q3的零電壓導通原理。當Q1和Q4導通，Q2和Q3關斷時，AB兩端電壓等于V1兩端電壓，電容器C3處于充電狀態(tài)，當Q1和Q4持續(xù)導通時，電感L2與電容C8產(chǎn)生諧振，因此，電容C8被充電。當Q1由導通到關斷時，電容C1被充電，使得C3開始放電，AB兩端電壓減小，使得C8諧振放電，C8持續(xù)放電，最后使得二極管D7續(xù)流，Q4的驅動脈沖持續(xù)下降直到零，最終完成了Q4的零電流關斷。同理可知滯后臂Q2的零電流關斷原理。
因此可以說超前臂Q1和Q3分別通過并聯(lián)電容器C1和C3來完成零電壓導通和關斷，進而減小開關損耗；滯后臂Q2和Q4則是通過輔助電路中對C8放電，使流過變壓器原邊的電流減小到零進而完成零電流導通和關斷。
3 實驗結果
根據(jù)以上分析，實驗結果如圖5所示。
一般電路波形接近方波部分說明其輸出含有較多的諧波分量，這樣會使系統(tǒng)產(chǎn)生不必要的附加損耗，如圖5是采用IGBT的改進電路，其波形很接近正弦波，理想的正弦波其總諧波畸變度為零，但實際生活中很難達到這樣的水準，因此基本達到要求，同時由于PIC16F873單片機具有多路PWM發(fā)生器，又具有更好的輸出正弦波的特點，因此驗證了實驗的可行性，達到了預期效果。
4 結語
通過對器件的比較與分析，電路的改進與優(yōu)化，集成電路EXB841本身內(nèi)部含有過電流保護電路，解決了絕緣柵雙極晶體管IGBT對驅動電路部分的要求，而且減少了外部電路的設計，使得整個設計過程簡單、方便。軟開關技術則解決了IGBT導通與關斷時流過電流與其上電壓過大的問題，最終整個系統(tǒng)的驅動損耗和開關損耗大大減少，輸出波形是較為穩(wěn)定的正弦波，進而提高了整個系統(tǒng)的工作效率。
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