隔离逆变器

光伏漫谈4- 逆变器拓扑结构

光伏逆变器作为光伏发电核心设备，其设计与应用根据不同功率需求与场景，采用的电路拓扑结构存在显著差异。主要拓扑结构包括工频隔离、高频隔离、非隔离以及特殊的组串式逆变器NPC拓扑等。

工频隔离逆变器采用工频50Hz变压器实现功率传输，结构相对简单，由整流桥、滤波和工频变压器组成，但受限于体积较大的变压器，实际应用中较少使用。

高频隔离逆变器在微型逆变器中较为常见，为了保障人体安全，需要在交流与直流侧隔离。此拓扑结构采用高频隔离，可显著减小体积。三种常用拓扑结构包括昱能的250W微型逆变器、禾迈MI-700的交错反激拓扑以及不含直流母线串联谐振的拓扑。前两种拓扑在高压电容使用、控制复杂度和效率上有所差异，后者则无需高压电容，但需要增加低压大电容，控制简单，适合小功率应用。

非隔离逆变器通过直接将光伏输入升压至工频信号，进而实现组串式逆变，相比隔离型，此类逆变器效率更高、成本更低，但存在零点偏移、直流分量等问题。为解决此类问题，可以采用交流或直流旁路方式隔断DC分量。专利H5技术通过5个开关管实现了直流旁路逆变器，通过交替控制实现完整的正弦输出。

组串式逆变器中，NPC三电平逆变器因其效率高、谐波小而广受青睐。I型NPC结构正负半周期由不同的IGBT承担开关损耗，ANPC结构则通过在每个IGBT旁并联IGBT来平衡内（Q2和Q3）外（Q1和前）管之间的损耗。T型三电平拓扑则通过减少开关损耗，提高效率，但需要IGBT耐压达到母线电压的两倍，适用于低压系统或高压功率管应用。

随着功率器件特性和耐压的提升，某些拓扑结构的竞争力增强。同时，学术研究的深入与功率器件的变化将催生更多逆变器拓扑，进一步提升应用效率，降低体积和成本。技术发展将持续推动逆变器拓扑的创新与优化。

光伏逆变器带隔离变压器的作用是什么?

光伏逆变器带隔离变压器的主要作用在于实现电气隔离，保障系统安全。通过使用变压器，光伏电源与电网之间形成物理隔断，避免了两者的直接连接，从而在一定程度上减少了电气故障的风险。隔离变压器还能防止光伏逆变系统的直流分量流入电网，避免可能产生的电能损耗或对电网的干扰。

此外，隔离变压器具备抗干扰功能。在逆变器工作过程中，可能产生高频噪声和高次谐波，这些都可能对电网和设备造成影响。通过特定联接方式的隔离变压器，可以有效消除3次及3的整数倍次谐波，降低高次谐波、电压波动对电网的影响，同时也保护了逆变器和其他电器设备免受高频噪声的干扰。

在面对系统故障时，隔离变压器能够有效地抑制光伏发电系统的谐振过电压和稳态过电压，保护设备不受电压冲击、雷击等恶劣条件的影响。这不仅提高了系统的稳定性，也延长了设备的使用寿命。

综上所述，光伏逆变器带隔离变压器的主要作用包括电气隔离、阻止直流分量注入电网、抗干扰和稳定电压等。这些功能的实现，不仅提升了光伏发电系统的安全性、稳定性和效率，还为设备提供了更全面的保护，确保了整个系统的可靠运行。

什么是隔离型逆变器

隔离和非隔离的区别就是看交流输出与直流输入有无变压器。

隔离分为工频隔离和高频隔离；

非隔离就是指直接逆变型的；

主要区别就是，隔离型逆变器实现了直流输入与交流电气的隔断，提高了电能质量（交流输出无直流分量注入，变压器是隔直流通交流），电磁兼容性强，直流端无电网电压，对人身安全有利，系统抗冲击性强。

隔离变压器的用处?

隔离变压器在大容量UPS系统中发挥着重要作用。首先，它能有效隔离UPS输出端与负载设备之间的电气连接。当负载设备遇到感性负载突然减少时，可能会产生瞬态电压尖峰。如果没有隔离变压器，这种尖峰会直接作用于UPS的IGBT逆变器上，导致设备损坏。而有了隔离变压器，它能在负载侧产生一定的隔离效果，减少或完全消除这种尖峰，确保UPS和设备能够稳定运行。

其次，隔离变压器能够提升UPS的负载能力。在单相过载或单相短路的情况下，隔离变压器能够重新分配负载，使得某相逆变器上的IGBT负载减少三分之一，从而提高UPS的过载能力和抗短路能力。

再者，隔离变压器还能降低UPS输出端的零地电压。它能将零地电压降低至1V以下，这对减少数据传输中的误码率至关重要。相比之下，没有隔离变压器的UPS，其输出零地电压可能高达7-8V。

最后，隔离变压器通过采用三角/星型连接方式，能够显著降低负载侧的三次谐波，从而提高系统的稳定性和可靠性。这对于需要高精度和高稳定性的应用场合尤为重要。

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