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现代DC/AC逆变技术是应用电力半导体器件将直流电能转换成交流电能的一种静止变流技术。逆变技术在太阳能光伏发电领域具有广泛的应用前景。本书结合国内外光伏逆变器的应用和发展，全面系统地阐述了光伏逆变器设计和*应用技术，包括光伏逆变器基础知识、软开关技术在逆变器中的应用、三相逆变器、多电平逆变器、光伏逆变器设计、逆变器并联技术、光伏逆变器工程应用等内容。本书题材新颖、内容丰富、深入浅出、文字通俗，具有很高的实用价值。

第1章 光伏逆变器基础知识 1

1.1 逆变器的分类及主要技术性能指标 1

1.1.1 逆变器的分类 1

1.1.2 逆变器的主要技术性能指标 3

1.2 逆变器的工作原理及基本电路 6

1.2.1 逆变器的工作原理 6

1.2.2 电压型逆变电路 7

1.2.3 电流型逆变电路 12

1.3 逆变器控制技术 15

1.3.1 电流型控制技术 15

1.3.2 逆变器的消谐控制技术 19

1.3.3 并网逆变器的控制策略 21

1.4 逆变器功率器件 24

1.4.1 功率MOSFET工作原理及基本特性 24

1.4.2 IGBT工作原理及工作特性 30

1.4.3 用于逆变器的功率器件 42

1.4.4 用于全桥电路的功率模块 51

第2章 软开关技术在逆变器中的应用 56

2.1 软开关技术 56

2.1.1 硬开关问题分析及软开关概念 56

2.1.2 软开关电路的分类 58

2.1.3 典型的软开关电路工作原理 60

2.2 采用软开关技术的逆变器 64

2.2.1 软开关逆变器拓扑结构 64

2.2.2 双幅有源钳位谐振直流环节逆变器 72

2.2.3 单极倍频电压型SPWM软开关逆变器 75

2.2.4 综合性能的高频软开关逆变器 77

第3章 三相逆变器 82

3.1 三相逆变器工作方式 82

3.1.1 三相逆变器工作方式分析 82

3.1.2 三相正弦波逆变器偏磁的抑制 85

3.2 三相软开关逆变器 89

3.2.1 硬开关和软开关三相PWM逆变器 89

3.2.2 三相软开关逆变器的PWM实现方法 94

3.3 三相PWM波形产生器 98

3.3.1 三相PWM波形产生器SA4828在逆变器中的应用 98

3.3.2 基于SA4828的三相组合式逆变器设计 102

3.3.3 三相SPWM产生器SA8282在静止逆变器中的应用 106

3.3.4 IR2130驱动器及其在逆变器中的应用 110

第4章 多电平逆变器 114

4.1 多电平变换技术 114

4.1.1 电压钳位多电平逆变器拓扑结构 114

4.1.2 多电平逆变电路的控制方法 124

4.2 多电平逆变电路 126

4.2.1 5电平逆变器三维PWM控制 126

4.2.2 3电平逆变器SVPWM控制策略 130

4.2.3 3电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量控制 136

4.2.4 多电平逆变器与输出谐波 139

第5章 光伏逆变器设计 147

5.1 离网光伏逆变器设计 147

5.1.1 离网太阳能光伏发电对逆变器的要求及基本数据 147

5.1.2 离网光伏发电逆变器的主电路及其控制电路设计 150

5.2 并网光伏逆变器的设计 157

5.2.1 并网光伏发电系统对逆变器的要求及其基本设计 157

5.2.2 光伏发电并网无变压器逆变器拓扑 161

5.2.3 光伏并网微型逆变器 169

5.3 光伏发电逆变器设计实例 176

5.3.1 太阳能光伏并网逆变器的设计实例 176

5.3.2 高频链逆变器设计 181

第6章 逆变器并联技术 187

6.1 逆变器并联运行 187

6.1.1 逆变器并联运行的方法 187

6.1.2 逆变器并联系统中基准信号同步 191

6.2 基于DSP控制的逆变器并联系统 194

6.2.1 逆变器并联系统 194

6.2.2 逆变器并联系统的数字控制 197

6.2.3 SPWM逆变器的无互连信号线并联控制技术 204

第7章 光伏逆变器工程应用 209

7.1 太阳能光伏发电系统逆变器的选择 209

7.1.1 离网太阳能光伏发电系统逆变器的选择 209

7.1.2 并网光伏发电系统逆变器的选择 211

7.1.3 太阳能并网光伏发电系统逆变器配置实例 221

7.2 太阳能光伏发电系统逆变器安装与调试 226

7.2.1 光伏发电逆变器安装环境 226

7.2.2 逆变器安装前的准备工作及安装方式 230

7.2.3 逆变器的布线设计 233

7.2.4 逆变器布线的抗干扰设计 237

7.2.5 光伏发电系统逆变器调试操作 242

参考文献 251

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逆变器（DC/AC变换器）由于是交流输出，其控制较DC/DC变换器复杂得多，早期采用开关点预置的开环控制方式，近年来瞬时反馈控制方式被广泛研究，多种各具特色的实现方案被提出，其中三态DPM（离散脉冲调制）电流滞环跟踪控制方式性能优良，易于实现。

由于逆变器是离网太阳能光伏发电系统中的重要组成部分，因此逆变器的研究工作备受人们的关注，而研究的焦点是如何方便地调节逆变器的输出电压和频率，并降低谐波含量及改善输出波形。迄今为止，降低谐波含量和调节输出电压（大小或频率）的常用措施有以下两种：

（1）对逆变器的开关管进行高频PWM调制，使逆变器输出高频等幅的PWM波。

（2）通过改变逆变器的主电路拓扑结构，在主电路上进行波形重构来实现阶梯波形输出，以减小低阶高次谐波含量。

光伏并网逆变器的控制一般分为两个环节：第一个环节是得到系统功率点，即光伏阵列工作点；第二个环节是完成光伏逆变系统对电网的跟踪。同时，为保证光伏逆变器安全有效地直接工作于并网状态，系统必须具备一定的保护功能和防“孤岛效应”的检测与控制功能。

逆变器要与电网相连，必须满足电网电能质量、防“孤岛效应”和安全隔离接地3个要求。为了避免光伏并网发电系统对公共电网的污染，逆变器应输出失真度小的正弦波，而影响波形失真度的主要因素之一是逆变器的开关频率。在数控逆变系统中采用高速新型的数字信号处理（DSP）器，可明显提高并网逆变器的开关频率和性能，同时，逆变器主功率元件的选择也至关重要。小容量低压系统较多地使用功率场效应管（MOSFET），它具有较低的通态压降和较高的开关频率，但MOSFET随着电压升高其通态电阻增大，因而在高压大容量系统中一般采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）；而在特大容量系统中，一般采用可关断晶闸管（GTO）作为功率元件。

“孤岛效应”的检测一般分为被动式检测与主动式检测。被动式检测将监测电网状态（如电压、频率、相位等）的信息作为判断电网是否正常运行的依据。如果电网中负载正好与逆变器输出匹配，被动式检测将无法检测到“孤岛效应”的发生。主动式检测则是通过逆变器定时产生干扰信号，以观察电网是否受到影响作为判断依据，如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等。

MOSFET是金属氧化物半导体（Metal Oxide Semiconductor，MOS）和场效应晶体管（Field EffectTransistor，FET）的合称，意为金属层（M）的栅极隔着氧化层（O），利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。功率MOSFET和MOSFET元件在结构上有着显著的差异。

前言

现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术，它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制（PWM）技术等学科基础之上的一门实用技术，主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术3大部分。

光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个光伏发电系统的安全性和可靠性指标。光伏逆变器现已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产品。现代光伏逆变器以其低损耗、高效率、模块化等显著优点，广泛应用于太阳能光伏发电领域。近年来随着太阳能光伏发电技术的高速发展，对光伏逆变器的需求与日俱增，光伏逆变器的开发研制生产已成为发展前景十分诱人的朝阳产业。

本书结合国内外光伏逆变器的发展动向及最新应用技术，集逆变技术基础知识、设计实例、工程应用于一体，系统地介绍了光伏逆变器的前沿技术和设计实例。本书尽量做到有针对性和实用性，力求做到通俗易懂和结合实际，使从事光伏逆变器开发、设计、应用的技术人员从中获益，读者可以以此为“桥梁”，系统全面地了解和掌握光伏逆变器的设计和最新应用技术。

为了便于读者查阅，书中电路图中的元器件符号及其标注均与原电路图一致，未做标准化处理，在此特加以说明。

本书由周志敏、纪爱华编著，参加编写的还有周纪海、纪达奇、刘建秀、顾发娥、刘淑芬、纪和平、纪达安等。本书在写作过程中无论从资料的收集，还是在技术信息交流方面都得到了国内的专业学者和同行及光伏逆变器制造商的大力支持，在此表示衷心的感谢。

由于时间短，加之编者水平有限，书中错误之处在所难免，敬请读者批评指正。

编著者

书籍介绍

《电子工程技术丛书:太阳能光伏逆变器设计与工程应用》结合国内外光伏逆变器的应用和发展，全面系统地阐述了光伏逆变器设计和最新应用技术，包括光伏逆变器基础知识、软开关技术在逆变器中的应用、三相逆变器、多电平逆变器、光伏逆变器设计、逆变器并联技术、光伏逆变器工程应用等内容。《电子工程技术丛书:太阳能光伏逆变器设计与工程应用》题材新颖、内容丰富、深入浅出、文字通俗，具有很高的实用价值。