太阳能逆变器中的隔离

[音乐播放] 大家好。 我是 Jayanth Rangaraju，我们今天的特邀演讲人 是 TI 隔离接口团队的Gabrielle Winkey。 继续“轻松实现系统”CD，今天的主题是 “光伏逆变器中的隔离”。 隔离器是光伏逆变器中使用的 关键电子元件之一。 使用它们可以在微控制器等 低电压灵敏控制电路 与诸如功率晶体管和感应元件等 连接到高电压的元件之间进行通信。 它们还可以为人可触及的接口和连接器 提供安全屏障。 那么，Gabrielle，您能告诉我们的观看者 光伏逆变器中是如何使用电隔离的吗？ 没问题，Jayanth。 根据额定电压和额定功率， 逆变器的架构和隔离要求 有所不同。 此处是三相逆变器的 简化方框图，适用于 串式逆变器和集中型逆变器。 传入的直流电压 由串联和并联的 PV 模块阵列施加。 逆变器系统的 核心是三相直流到交流转换器， 包含功率晶体管，通常是高功率 级别的 IGBT，由隔离式IGBT 闸极驱动器控制。 IGBT 闸极驱动器从系统控制器 接收 PWM 输入，并将其电平 位移到适当的基准和驱动 电平。 PWM 控制可使逆变器在直流轨之间 切换的同时生成正弦输出。 在更高功率的逆变器中，可以将隔离式 IGBT 闸极驱动器 替换为数字隔离器，后者 控制与多个IGBT 并联的 分立式闸极驱动器。 逆变器需要确保能够驱动与电网 电压同步的输出， 并且处于最适合传输最大负载的 电流和功率级别。 出于这些原因，需要电压和电流反馈， 同样，它们需要进行隔离。 也可以在系统控制器的 通信链路上实施隔离。 例如 Ken 和 RS-45。 这可提供额外的安全屏障 并降低对系统中 其他隔离器问题的隔离要求。 考虑到这些趋势，在为光伏逆变器设计 选择隔离器时，客户需要考虑的 最重要的三个参数是什么？ 问得好。 需要对隔离器考虑的第一个参数是 其工作电压，这是指它 在额定使用寿命期间能够跨越 隔离势垒连续处理的电压。 更高的总线电压直接意味着更高的工作电压。 对于给定的隔离器，当跨越垫垒的 电压应力增大时，使用寿命将按指数降低。 光伏逆变器系统的目标使用寿命 超过 25 年。 因此，选择满足工作电压要求 且具有宽松裕量的隔离器至关重要， 这样可确保系统的使用寿命 不会受隔离器方面的因素限制。 第二个关键参数是共模瞬态抗扰度 或在不导致位错误的情况下隔离器能够 承受的电压变化率。 直流总线电压越大，开关频率越高 以及渡越时间越短，对 CMTI 的要求也就 越高。 对于闸极驱动路径中使用的隔离器， CMTI 尤为重要，因为此处导致的 位错误会造成高侧和低侧功率 晶体管之间发生灾难性的短路。 第三个考虑因素是传播延迟和 器件间不匹配。 这两个数值越低，就越容易 优化高侧和低侧器件开启 时间之间的停滞时间并提高效率。 Gabrielle，感谢您为我们讲解光伏逆变器隔离 系统。 请访问 ti.com/iso查看 TI 的隔离 产品组合，了解有关我们的产品系列、 技术文档和文章的更多信息，以帮助了解 隔离设计注意事项。 谢谢观看。