市場上主要有兩類PV逆變器，即無變壓器逆變器和變壓器隔離逆變器。無變壓器逆變器可能會受到大接地漏電流和注入的直流的影響，因為PV電池板與交流網之間存在很大的電池板電容而且缺少隔離
，如圖1(a)suoshi。ruguoyouzhiliuzufenzhurudianwangzhongdejiaoliudianliuzhong，zhezhongqingkuangshiyinggaibimiande，yinweijieguokenengdaozhipeidianbianyaqibaohe。xuduoanquanbiaozhunduidianwangzhongzhurudezhiliudianliuliangjinxingleyangedeguiding，youxieqingkuangxia

，bixuduibianyaqijinxinggeli。zaidianchibanyudianwangzhijiancaiyongbianyaqigelijishukeyixiaochuyindianchibanxiangduiyudianwangdedianyachaerchanshengdezhiliuzhurulujing

，rutu1(b)所示。除直流注入以外
，並網逆變器還需滿足電網的其他要求
，比如總諧波失真和單諧波電流水平、功率係數以及孤網運行情況的檢測等。電網電壓和注入電網的電流必須精確監控。如果用於執行MPPT和柵極驅動功能的控製器位於電池板一端，則必須將這些測量值隔離開來。為了使PV電池板發揮最大效率
，需采用最大功率點跟蹤(MPPT)算法。為了實現MPTT，還需監控電池板電壓和電流。當人們嚐試串聯多個PV逆變器以減少所需逆變器的數量時，電池板電壓可能變得非常高。從PV電池板高邊端進行的電流測量也需要隔離。除了隔離電流和電壓測量以外
，還需要RS-485、RS-232和CAN等接口功能。RS-485或RS-232一般用於麵向這些PV逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)通(tong)信(xin)，以(yi)獲(huo)得(de)實(shi)時(shi)的(de)性(xing)能(neng)數(shu)據(ju)，而(er)通(tong)信(xin)總(zong)線(xian)則(ze)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)隔(ge)離(li)
，因(yin)為(wei)總(zong)線(xian)需(xu)要(yao)傳(chuan)輸(shu)較(jiao)長(chang)的(de)距(ju)離(li)
，同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)出(chu)於(yu)安(an)全(quan)考(kao)慮(lv)。對(dui)於(yu)通(tong)信(xin)距(ju)離(li)較(jiao)短(duan)時(shi)

，也(ye)可(ke)使(shi)用(yong)隔(ge)離(li)CAN。這些收發器也需要把隔離電源從電池板一端抽取至總線一端。

傳chuan統tong上shang
，隔ge離li是shi由you光guang耦ou合he器qi實shi現xian的de。然ran而er，光guang耦ou合he器qi的de電dian流liu傳chuan輸shu功gong能neng會hui隨sui著zhe時shi間jian而er下xia降jiang
，可ke能neng幾ji年nian後hou就jiu無wu法fa運yun行xing，遠yuan遠yuan低di於yu許xu多duo太tai陽yang能neng電dian池chi板ban提ti供gong的de20年壽命擔保。這裏
，我們建議使用基於微變壓器的信號和電源隔離法，這種方法可以滿足PV逆變器中存在的多種集成需求。這種方法不但可以克服光耦合器的性能下降缺陷，而且允許集成ADC之類的檢測功能或者RS-485或RS-232收發器之類的接口功能。另外，該方法可以提供隔離電源用以驅動這些檢測IC
、gelishoufaqihuozhegelizhajiqudongqi。jiyuguangouheqidezhajiqudongqizehaodianliangda，shixutexingyefeichangbuwending。jiyuweibianyaqidezhajiqudongqibudangonghaogengdi，erqiekeyijuyoupipeixinggenghaodezhajiqudongqishixutexing，keyixianzhutigaoxitongdezonggonglvzhuanhuanxiaolv。gelidexinhaohedianyuanjichengyekedafujianshaoyuanjianshuliang
，congerjiangdixitongchengben
、提高可靠性。
[member]

用微變壓器實現信號和電源隔離

微變壓器可以用於提供集成的信號和電源隔離
，最大額定值為5 kV rms [1]。對(dui)於(yu)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)，輸(shu)入(ru)數(shu)據(ju)通(tong)常(chang)在(zai)編(bian)碼(ma)之(zhi)後(hou)再(zai)傳(chuan)輸(shu)給(gei)數(shu)據(ju)變(bian)壓(ya)器(qi)原(yuan)邊(bian)。副(fu)邊(bian)則(ze)通(tong)過(guo)解(jie)碼(ma)來(lai)還(hai)原(yuan)信(xin)號(hao)。輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)之(zhi)間(jian)的(de)隔(ge)離(li)通(tong)過(guo)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)與(yu)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)之(zhi)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)層(ceng)來(lai)實(shi)現(xian)。為(wei)了(le)在(zai)隔(ge)離(li)之(zhi)間(jian)實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)的(de)電(dian)源(yuan)傳(chuan)輸(shu)
，用(yong)一(yi)個(ge)自(zi)振(zhen)高(gao)頻(pin)振(zhen)蕩(dang)器(qi)來(lai)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)原(yuan)邊(bian)，同(tong)時(shi)用(yong)高(gao)頻(pin)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)來(lai)提(ti)供(gong)整(zheng)流(liu)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)。調(tiao)節(jie)由(you)次(ci)級(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)PWM完成，該PWM通過一個反饋變壓器以遠低於振蕩頻率的頻率來開啟和關閉振蕩器
，如圖2(a)所示。通過反饋變壓器的反饋信號的工作方式與通過數據變壓器
的其他數據通道信號相同。當為能量轉換和反饋設置不同的控製路徑時，可以優化能量轉換效率，同時維持調節的穩定性。圖2(b)展示的是帶四個獨立的隔離數據通道的500 mW隔離dc-dc轉換器。

在本例中，變壓器由兩個獨立的芯片構成，一個是編碼器(即原邊芯片)，另一個是解碼器(即副邊芯片)。然而，這主要是出於成本原因考慮
，而在理論上
，變壓器是可以用其中一個IC芯片構建的。柵極驅動器、收發器、ADC等額外電路功能全部都可以集成進來。





PV逆變器中的隔離集成

圖3所示為一個典型的3級並網PV逆變器。第1級是一個可選的升壓轉換器，用於提高電池板電壓
，該電壓然後再通過隔離dc-dc轉換器級。該隔離dc-dc轉換器包括一個通過高頻變壓器的全橋dc-ac轉換功能。該高頻變壓器具有尺寸小、效率高的優勢。副邊的交流被整流成通常高於電網峰值電壓的直流電壓。整流形成的直流再通過第3逆變器級轉換成電網線路頻率。需要檢測電池板輸出電壓和電流，並將其饋入一個微控製器
，以執行最大功率傳輸跟蹤(MPTT)算法。同時，該微控製器還負責控製隔離dc-dcheshuchunibianqidezhajiqudongqi。shuchunibianqiweiyudianwangyiduan，qijiedidianyayuzhiliudianchibanjiedidianyabutong，congweikongzhiqidaonibianqiqudongjidetongxinxuyaogeli。tongchangxuyaosigeguangouheqi
，dantamengonghaojiaogao，qijiaodadechuanboyanchiyekenengyingxiangzhajiqudongqideshixujingdu
，congeryingxiangdaonibianqidexiaolv，erqiezuizhongyaodeshi，tamennanyizhichiPV電池板20至25年的擔保壽命。另一方麵，基於微變壓器的隔離器[1, 2]功耗要低得多，傳播延遲要短得多，而且性能不會隨時間而下降。另外，多通道隔離器也可以與片上DC-DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)集(ji)成(cheng)
，以(yi)便(bian)為(wei)柵(zha)極(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)提(ti)供(gong)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)。在(zai)逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出(chu)與(yu)並(bing)網(wang)之(zhi)間(jian)用(yong)繼(ji)電(dian)器(qi)來(lai)確(que)保(bao)逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)和(he)相(xiang)位(wei)與(yu)市(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)同(tong)步(bu)，同(tong)時(shi)
，還(hai)能(neng)在(zai)電(dian)網(wang)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)或(huo)者(zhe)在(zai)市(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)或(huo)頻(pin)率(lv)超(chao)過(guo)可(ke)接(jie)受(shou)限(xian)值(zhi)時(shi)迅(xun)速(su)斷(duan)開(kai)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)防(fang)孤(gu)島(dao)保(bao)護(hu)。在(zai)電(dian)網(wang)一(yi)端(duan)需(xu)要(yao)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)以(yi)檢(jian)測(ce)零(ling)交(jiao)越(yue)，同(tong)時(shi)也(ye)需(xu)要(yao)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)，以(yi)確(que)保(bao)負(fu)載(zai)中(zhong)饋(kui)入(ru)的(de)是(shi)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)流(liu)。檢(jian)測(ce)信(xin)息(xi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)隔(ge)離(li)ADC傳送給控製器。隔離ADC集成一個16位二階-調製器和基於微變壓器的數字隔離功能，能夠實現3.75 kV的隔離，是分流電流檢測的理想之選。電流變壓器也可於電流檢測，但它們價格昂貴
、tijipangda，erqiekenengduiwaibucichangfeichangmingan。yekeyishiyonghuoerxiaoyingjianceqi，dantamenzaifeixianxingduheshitiaofangmianxiantianbuzu
，jieguohuiyingxiangdaodianliuceliangzhidejingdu。fenliuyujichenggeliADC一起形成一種可靠的低成本替代方案。隔離ADC在電網一端也需要隔離電源以驅動自己，同時
，可以集成基於微變壓器的隔離DC-DC，從而省去使用分立式DC-DC轉換器的諸多麻煩。當需要PLC通信時
，電網端的PLC芯片可以由隔離DC-DC來驅動
，而其與電池板一端的控製器的通信則通過一個多通道隔離器來實現。