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大家好，我是電源漫談，前述文章，光伏微逆變器應用中的拓撲及工作原理分析， 簡要分析了微逆變電路的DC/DC部分拓撲，接著上文，本文我們簡要分析一下逆變部分的電路拓撲，這樣就會有一個完整的拓撲分析過程。

逆變部分主要是一個全橋拓撲，全橋電路是連接在反激變換器輸出端的，而且全橋電路針對反激變換器輸出的整流電壓，對它進行展開變換，用于控制到電網的功率流向。

圖1為全橋展開電路的MOSFET的隔離驅動電路,下面電路用到了MCP14E4-E/SN這個雙輸出驅動芯片。

圖1 全橋展開電路的驅動電路

圖2 全橋展開電路的驅動電路隔離部分

接下來我們重點介紹一下這個驅動電路的特點和功能。為了保持控制器和高壓交流電路之間的電氣隔離，門級驅動變壓器用于驅動高邊和低邊的MOSFET, 這里采用高頻228kHz，固定占空比50%的驅動信號來驅動門級變壓器，為了避免門級驅動變壓器磁飽和，陶瓷電容在串聯回路上，放在驅動IC輸出和門級驅動變壓器之間，這些電容除去了直流偏置分量，將使用6V驅動信號驅動MOSFET.

在驅動變壓器輸出端是低通濾波器，產生純DC電壓以2倍母線頻率驅動全橋的MOSFET,為了減小器件開關損耗，所以MOSFET開關是在電壓或電流的過零點處切換。這里說一下門級放電的特別之處，光耦跨過全橋MOSFET的門源級，去建立一個快速的放電路徑，當MOSFET關斷的時候,如果沒有這個光耦放電路徑，唯一給門級電壓放電的通路就是門源級下拉電阻，全橋展開電路顯示在圖3所示。

圖3 全橋展開電路結構

這里可以看到門級驅動通過驅動變壓器進行隔離驅動，而同時通過光耦隔離電路產生門級快速放電通路。

全橋展開電路的運行波形顯示于圖4，在一個AC半周期,PWM3H開關，驅動一個展開電路的橋臂，Q2和Q5,當AC電壓接近0時，PWM3H不工作，光耦使能OPTO_DRV1, 在另一個AC半周期，PWM3L驅動MOSFET  Q3和Q4,工作原理類似。從圖示上看當在AC電壓開始階段，PWM波形是使能的，輸出電壓從0開始。

圖4 逆變電路驅動波形

由于輸出交流電壓，EMI電路是必不可少的部分。這里有一個EMI濾波器連接到全橋展開電路輸出端。具體而言，EMI濾波器由共模電感L6, 共模電容C48, C52, 差模濾波器C51和L4, L7組成。濾波器使用現成的器件的合適降額來設計,在EMI濾波器輸出是一個430V的壓敏電阻，跨過L和N端起到保護的作用，主要是瞬態電壓尖峰保護的作用，在壓敏電阻之后是兩個保險絲，一個在AC的L線路徑上，另一個是在N線路徑上，最后一個元件串聯在保險絲上是一個鐵氧體磁珠，接下來是輸出端連接器，鐵氧體磁珠幫助抑制高頻分量。EMI濾波器的電路圖如圖5所示。

圖5 逆變器輸出EMI電路

這里我們也順便解釋一下什么是壓敏電阻，MOV金屬氧化物壓敏電阻是以氧化鋅ZnO為主要成分，它是一個非線性電阻，類似于一個有閾值的開關。這種電阻的特點是浪涌電流耐量及非線性系數非常大，在閾值電壓以下時，其阻抗非常大，無電流通過。當超過閾值電壓時，其兩端電阻降低相當于短路，可以在上面泄放大電流，所以它可以作為電子電路的保護器件，可以對異常電壓如雷擊浪涌電壓進行吸收。

以上就是微逆變電路中，逆變全橋及EMI濾波器部分的主要電路的基本組成及功能。

參考資料：AN1444 Grid-Connected Solar Microinverter Reference Design