1、全控型逆變器工作原理：為通常使用的單相輸出的全橋逆變主電路，交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14。并由PWM脈寬調(diào)制控制IGBT管的導(dǎo)通或截止。

　　當逆變器電路接上直流電源后，先由Q11、Q14導(dǎo)通，Q1、Q13截止，則電流由直流電源正極輸出，經(jīng)Q11、L或感、變壓器初級線圈圖1-2，到Q14回到電源負極。當Q11、Q14截止后，Q12、Q13導(dǎo)通，電流從電源正極經(jīng)Q13、變壓器初級線圈2-1電感到Q12回到電源負極。此時，在變壓器初級線圈上，已形成正負交變方波，利用高頻PWM控制，兩對IGBT管交替重復(fù)，在變壓器上產(chǎn)生交流電壓。由于LC交流濾波器作用，使輸出端形成正弦波交流電壓。

　　當Q11、Q14關(guān)斷時，為了釋放儲存能量，在IGBT處并聯(lián)二級管D11、D12，使能量返回到直流電源中去。

　　2、半控型逆變器工作原理：半控型逆變器采用晶閘管元件。Th1、Th2為交替工作的晶閘管，設(shè)Th1先觸發(fā)導(dǎo)通，則電流通過變壓器流經(jīng)Th1，同時由于變壓器的感應(yīng)作用，換向電容器C被充電到大的2倍的電源電壓。按著Th2被觸發(fā)導(dǎo)通，因Th2的陽極加反向偏壓，Th1截止，返回阻斷狀態(tài)。這樣，Th1與Th2換流，然后電容器C又反極性充電。如此交替觸發(fā)晶閘管，電流交替流向變壓器的初級，在變壓器的次級得到交流電。

　　在電路中，功率電感L可以限制換向電容C的放電電流，延長放電時間，保證電路關(guān)斷時間大于晶閘管的關(guān)斷時間，而不需容量很大的電容器。D1和D2是2只反饋二極管，可將電感L中的能量釋放，將換向剩余的能量送回電源，完成能量的反饋作用。

　　微逆變器及其核心磁元件

　　太陽能組件因安裝的位置、烏云狀況、周圍樹葉等陰影的覆蓋等因素的影響，各個組件產(chǎn)生的電力會出現(xiàn)不同程度的離散。如果把它們都串并聯(lián)在一起，就會出現(xiàn)猶如新舊電池組合使用的不良效果。一般電池面積的2~3%被陰影覆蓋時，總的發(fā)電量常常會出現(xiàn)高達20%的下降，嚴重影響了整個系統(tǒng)的發(fā)電效能。為此，微逆變器專門對單一的電池組件進行獨立并網(wǎng)發(fā)電，可以大限度地避免這一問題，此方案一經(jīng)問世便廣受青睞。但一個家庭電力，往往需要十幾個或更多這樣的獨立逆變單元，因此該逆變器能否實現(xiàn)高效率低成本化就成為影響該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的重要制約因素。

　　Fig1、2所示微逆變器是比較典型的兩種并網(wǎng)發(fā)電拓撲。Fig1中首先采用兩個交錯式臨界工作方式的升壓反激式變壓器，將其占空比按照正弦波半波規(guī)律，通過單級電路的電力的正弦化、隔離升壓和MPPT(MaximumPowerPointTracker)控制濾波，然后再全橋半波工頻換相濾波，高效地實現(xiàn)了低壓直流的直接并網(wǎng)發(fā)電。這是目前具有潛力的微逆變器工作方式之一。Fig2則是通過全橋隔離升壓、濾波，再進行全橋逆變?yōu)V波并網(wǎng)的常規(guī)方式。這種方式的明顯缺點就是需要較多的磁元件，且高頻開關(guān)器件過多，成本和效率方面優(yōu)勢不足，且電路為了簡化，無一例外地采用了硬開關(guān)驅(qū)動，這樣隔離主變壓器的漏感要非常小，一般不得不采用多層電路板扁平變壓器結(jié)構(gòu)，使得其寄生電容大，成本高，EMI也比較難處理。

　　對于主流的CRMInterleave拓撲，核心磁元件有兩種，反激電源變壓器和交流濾波電感ACL。對于反激電源變壓器FBT(FlybackTransformer)，由于其工作在臨界模式的數(shù)百kHz的工作頻率，因此此類變壓器的設(shè)計必須遵循如下原則：

　　1)采用高Bs、高頻低Pcv損耗的鐵氧體磁芯;

　　2)為了降低變壓器的損耗，需要采用大有效截面、低磁路長度的設(shè)計來控制磁損耗，常用的磁芯有PQ、RM等薄型或是定制化的優(yōu)化形狀的產(chǎn)品;

　　3)大限度控制變壓器漏感，采用良好耦合的繞線構(gòu)造;

　　4)繞線內(nèi)阻盡可能小，同時還必須注意集膚效應(yīng)及氣隙漏磁造成的銅線渦流損耗

　　對于微逆變器后級濾波的ACL，由于其紋波電流相對較小，一般采用高直流偏置、高頻特性較好的Highflux或性價比更好的NPF環(huán)形鐵硅材料。

　　住宅型PV逆變器及其核心磁元件

　　目前廣泛采用的非隔離并網(wǎng)住宅型光伏逆變器，其功率基本上為1.5 KW ~ 6 KW左右。為了實現(xiàn)高的性價比，并大限度地提高轉(zhuǎn)換效率，業(yè)界甚至采用了SiC半導(dǎo)體、H5拓撲、3電平拓撲等各種新式技術(shù)，但其基本的拓撲不外乎圖3、4兩種：

　　形成這種特點的主要原因，基本上是出于逆變器以及發(fā)電系統(tǒng)的成本和效率考慮：

　　1)單機功率比較小(1.5~3 kW)的PV，一般采用單一Boost的MPPT控制;

　　2)單機容量超過4 kW的PV，則往往采用雙Boost雙MPPT控制方式;

　　3)對于一些復(fù)雜系統(tǒng)，特別是像日本市場的產(chǎn)品，為適合其國情，往往在PV逆變器的前端會采用多個MPPT的直流升壓，而后端卻只有單Boost進行MPPT控制。

　　住宅型PV中影響整機效率的被動元件除了EMI濾波器外，上圖中Boost電感和交流濾波電感ACL更因其成本高、效率影響大而成了關(guān)鍵核心磁元件。

　　另外，薄膜型太陽能電池的大量導(dǎo)入，薄膜型太陽能電池結(jié)構(gòu)存在較大的寄生電容。因此，為了避免因容性漏電而造成的安全問題，這樣的發(fā)電系統(tǒng)還常常采用隔離型的PV逆變。這一方式的一個重要特征是需要采用高頻反激變壓器在Boost電路里實現(xiàn)高頻隔離，或是在Boost之后，再通過LLC諧振或全橋移相零電壓開關(guān)(FB-ZVS)拓撲來實現(xiàn)高頻的電氣隔離。這樣，高效大功率的反激變壓器、LLC諧振電感和FB-ZVS諧振電感的技術(shù)也成了該類產(chǎn)品重要的核心磁元件。

　　商用中功率PV逆變器及其核心磁元件

　　商用中功率PV逆變器輸出功率較大，一般單機容量在10~50 kW，和住宅型PV類似，工作頻率大多為16~20 kHz。其明顯的特點是輸出為三相交流，然后再通過3相交流變壓器實現(xiàn)隔離升壓、并網(wǎng)發(fā)電，其典型拓撲如Fig5所示。作為濾波用的ACL，則既可以采用3只相同的濾波電感分別濾波，也可以通過3相平衡的耦合電感來提高系統(tǒng)的性價比。

　　除日本市場以外，作為住宅型非隔離PV逆變器和商用中功率逆變器中的重要核心磁元件的電感，絕大部分采用非晶類磁材。非晶類磁材以其極高的Bs和很好的直流偏置特性，特別適宜于制作大感量的電感。為了進一步提供效率，歐洲廠商也研發(fā)了多種的鐵硅類環(huán)形和罐型電感產(chǎn)品。