「逆變電源」逆變器的逆變效率如何提高，采用碳化硅材料制成的部件

　　今天，逆變器廠家給你說(shuō)下，逆變器的逆變效率提升方法，可以簡(jiǎn)單了解一下，會(huì)定期更新相關(guān)文章。

　　逆變器的效率直接關(guān)系到系統(tǒng)的發(fā)電量，是客戶(hù)非常關(guān)心的一個(gè)重要指標(biāo)。提高功率逆變器的轉(zhuǎn)換效率非常重要。

　　逆變器的逆變效率如何提高

　　提高功率逆變器效率的唯一方法是減少損耗。逆變器的主要損耗來(lái)自IGBT、MOSFET等功率開(kāi)關(guān)管，以及變壓器、電感等磁性器件，這與所選材料所采用的電流、電壓及工藝有關(guān)。

　　IGBT損耗

　　可分為導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗。其中，傳導(dǎo)損耗與內(nèi)部電阻和通過(guò)元件的電流有關(guān)，而開(kāi)關(guān)損耗與元件的開(kāi)關(guān)頻率和元件承受的直流電壓有關(guān)。

　　電感損耗

　　可分為銅損和鐵損。其中，銅損是指電感線圈的電阻引起的損耗。電流通過(guò)電感線圈的電阻加熱時(shí)，一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能而損失掉，由于線圈通常用絕緣銅線包裹，所以也稱(chēng)為銅損，可以通過(guò)測(cè)量來(lái)計(jì)算變壓器的短路阻抗。鐵損包括磁滯損耗和渦流損耗兩個(gè)方面，可以通過(guò)測(cè)量變壓器的空載電流來(lái)計(jì)算。

　　提高逆變器效率的技術(shù)

　　目前，提高功率逆變器效率的技術(shù)路線有3種。

　　首先，采用空間矢量脈寬調(diào)制等控制方法降低損耗。

　　其次，碳化硅材料的成分用于降低功率器件的內(nèi)阻。

　　三是采用三電平、五電平、多電平電氣拓?fù)浜蛙涢_(kāi)關(guān)技術(shù)，降低功率器件兩端電壓，降低功率器件開(kāi)關(guān)頻率。

　　1.空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)

　　SVPWM是一種全數(shù)字化控制方式，具有直流電壓利用率高、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于功率逆變器。直流電壓利用率高，在相同輸出電壓下可以使用較低的直流母線電壓，降低了功率開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力，降低了器件的開(kāi)關(guān)損耗，在一定程度上提高了功率逆變器的轉(zhuǎn)換效率。在空間向量合成中，向量序列的組合有很多種。通過(guò)不同的組合和排序，可以達(dá)到減少功率器件開(kāi)關(guān)次數(shù)的效果，可以進(jìn)一步降低功率逆變器功率器件的開(kāi)關(guān)損耗。

　　2.采用碳化硅材料制成的部件

　　碳化硅器件的單位面積阻抗僅為硅器件的百分之一，而用碳化硅制成的IGBT(絕緣柵雙極晶體管)等功率器件可將導(dǎo)通阻抗降低到常規(guī)硅器件的十分之一. 由于碳化硅技術(shù)可以有效降低二極管的反向恢復(fù)電流，因此功率器件的開(kāi)關(guān)損耗和主開(kāi)關(guān)所需的電流容量也可以降低。因此，以碳化硅二極管為主開(kāi)關(guān)的反并聯(lián)二極管是提高功率逆變器效率的途徑。與傳統(tǒng)的快速恢復(fù)反并聯(lián)二極管相比，碳化硅制成的反并聯(lián)二極管可以顯著降低反向恢復(fù)電流，提高總轉(zhuǎn)換效率1%。使用快速I(mǎi)GBT后，由于開(kāi)關(guān)速度的加快，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率可提高2%。當(dāng)SiC反并聯(lián)二極管與快速I(mǎi)GBT結(jié)合時(shí)，功率逆變器的效率將進(jìn)一步提高。

　　3、軟交換和多電平技術(shù)

　　利用諧振原理，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以使開(kāi)關(guān)器件中的電流或電壓按照正弦或準(zhǔn)正弦規(guī)律變化。當(dāng)電流自然過(guò)零時(shí)，器件關(guān)斷，當(dāng)電壓自然過(guò)零時(shí)，器件導(dǎo)通，從而降低了開(kāi)關(guān)損耗，解決了感性斷開(kāi)和容性開(kāi)路的問(wèn)題。而且，當(dāng)開(kāi)關(guān)兩端的電壓或流過(guò)開(kāi)關(guān)的電流為零時(shí)，開(kāi)關(guān)沒(méi)有開(kāi)關(guān)損耗，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷。三電平功率逆變器主要應(yīng)用于高壓大功率場(chǎng)景，與傳統(tǒng)的兩電平結(jié)構(gòu)相比，零電平輸出增加，功率器件電壓應(yīng)力降低一半。為此原因，三電平逆變器在相同開(kāi)關(guān)頻率下可采用比二電平逆變器更小的輸出濾波電感，可有效降低電感損耗、成本和體積。同時(shí)，在相同的輸出諧波含量下，三電平逆變器可以采用比兩電平逆變器更低的開(kāi)關(guān)頻率、更低的開(kāi)關(guān)損耗和更高的轉(zhuǎn)換效率。

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