太陽能逆變器解決方案STEVAL-ISV001V1的特點(diǎn)特性及應(yīng)用電路分析

ST公司的STEVAL-ISV001V1是采用STP160N75F3的1 kW太陽能逆變器解決方案，輸入電壓20 V到28 V，交流正弦波輸出電壓230 Vrms（50 Hz），輸出功率1kW，效率90％，DC / DC轉(zhuǎn)換部分開關(guān)頻率100kHz時(shí)，DC / AC部分開關(guān)頻率16kHz的。本文介紹了離線UPS系統(tǒng)方框圖，PV轉(zhuǎn)換中的DC / AC轉(zhuǎn)換器方框圖以及STEVAL-ISV001V1評(píng)估板主要指標(biāo)，方框圖，電路圖，材料清單和1 KW逆變器PCB元件布局圖。

在UPS系統(tǒng)中，始終使用DC-AC轉(zhuǎn)換器將來自電池的DC電源轉(zhuǎn)換為用于為負(fù)載供電的AC電源?；痉桨高€包括電池組，將來自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電池充電器，以及在線路電壓下降或發(fā)生故障時(shí)從市電或儲(chǔ)能元件提供負(fù)載的轉(zhuǎn)換開關(guān)。

圖1.離線UPS系統(tǒng)

框圖圖2的框圖顯示了另一個(gè)始終需要DC-AC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。在這種情況下，該轉(zhuǎn)換器是獨(dú)立光伏系統(tǒng)中常用的轉(zhuǎn)換方案的一部分。附加的DC-DC轉(zhuǎn)換器充當(dāng)電池充電器，同時(shí)執(zhí)行最大功率點(diǎn)跟蹤算法（MPPT），這對(duì)于最大化PV陣列的能量產(chǎn)出是必不可少的。當(dāng)存在太陽輻射時(shí)，電池組始終存在以存儲(chǔ)能量，并在夜間或日照低時(shí)釋放能量。

圖2.PV轉(zhuǎn)換中的DC / AC轉(zhuǎn)換器框圖

STEVAL-ISV001V1評(píng)估板

STEVAL-ISV001V1演示板實(shí)現(xiàn)了1 kW雙級(jí)DC-AC轉(zhuǎn)換器，適用于電池供電的不間斷電源（UPS）或光伏（ PV）獨(dú)立系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)換器由20 V至28 V的低直流輸入電壓供電，并且能夠在單相交流負(fù)載上提供高達(dá)1 kW的輸出功率。雙級(jí)轉(zhuǎn)換拓?fù)淇蓾M足這些功能，包括高效的升壓推挽式DC-DC轉(zhuǎn)換器，可產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓DC總線和正弦H橋PWM逆變器產(chǎn)生50 Hz，230 Vrms的輸出正弦波。擬議系統(tǒng)的其他相關(guān)特征是在寬輸出負(fù)載范圍內(nèi)的高功率密度，高開關(guān)頻率，電流隔離和效率大于90％。

圖3.1 KW逆變器機(jī)箱圖

1 KW逆變器系統(tǒng)指標(biāo)：

該STEVAL-ISV001V1電路板實(shí)現(xiàn)了一個(gè)1 kW的雙級(jí)DC-AC轉(zhuǎn)換器，適用于電池供電的不間斷電源（UPS）或光伏（PV）獨(dú)立系統(tǒng)。

該轉(zhuǎn)換器由20至28 V的低直流輸入電壓

供電，并且能夠在單相交流負(fù)載上提供高達(dá)1 kW的輸出功率。借助包括高效升壓推挽式DC-DC轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的雙級(jí)轉(zhuǎn)換拓?fù)?，這些特性得以實(shí)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓DC總線和正弦HBridge PWM逆變器，以產(chǎn)生50 Hz，230 Vrms的輸出正弦波。提出的系統(tǒng)的其他關(guān)鍵特性是在寬輸出負(fù)載范圍內(nèi)的高功率密度，高開關(guān)頻率和高于90％的效率。

圖4.1 KW逆變器外形圖

圖5.1 KW逆變器PCB元件布局圖

圖6.1 KW器逆變電路圖

1 KW逆變器材料清單（BOM）：

1kW 100kHz開關(guān)電源變壓器TX1指標(biāo)（MAGNETICA制造）：

1.5 mH 2.5 A電感L4指標(biāo)（MAGNETICA制造）

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