摘要：提出一種基於有源功率因數校正(APFC)晶片控制的小功率光伏併網逆變器方案。該逆變器包括直流變換環節和逆變環節。其中直流變換環節採用APFC晶片控制將光伏電池板的直流低電壓變換成正弦雙半波的直流電，逆變環節採用工頻全橋逆變電路將正弦雙半波電流變換為交變電流注入電網。新方案中併網逆變器的併網控制採用APFC晶片實現，而實時控制要求低的最大功率點跟蹤(MPPT)、孤島保護可採用低價的單片機實現。新方案具有成本低、開發和電流採樣容易等優點。通過一臺300W的樣機證明了系統方案是正確有效的。
關鍵詞：併網逆變器；光伏；有源功率因數校正
1 引言
太陽能光伏發電有離網型和併網型兩種，前者一般需要大容量的蓄電池支持，系統成本和維護費用高，發電效率受負載影響大：而後者可以克服以上不足，因此在光伏發電系統中所佔比例將越來越高。
目前，光伏併網發電系統多採用光伏電池板陣列共用一個併網逆變器的方案，進行MPPT時無法兼顧系統中每塊電池板，單塊電池板的利用率較低、系統抗局部陰影能力差，且系統擴展靈活性不夠。採用單電池板供電的微功率或小功率光伏併網逆變器則具有很強的抗局部陰影能力，且安裝方便，系統冗餘度高、可靠性高。但與此同時，對成本要求更加嚴苛。
2 系統方案
2．1 基於APFC晶片控制的併網逆變器
針對小功率或者微功率併網光伏逆變器應用場合，提出的基於APFC晶片控制的光伏併網逆變器新型系統方案框圖如圖1所示。其中DC／ DC變換環節採用APFC晶片控制實現將光伏電池板的直流低電壓變換成正弦雙半波的直流電，既實現了升壓又實現了正弦雙半波調製。逆變環節將前級輸入的正弦雙半波直流電經過一個低頻全橋逆變成交流電直接併網。系統方案中的DC／DC環節可採用單級式或兩級式的功率變換。圖中DC／DC環節以兩級式拓撲為例。
在併網逆變器控制中，相對於MPPT、孤島保護，併網控制的實時性要求高，因此需要用高性能的數字控制器，這無疑會增加系統成本，特別對於小功率或微功率的併網逆變器。而新的系統方案有以下優勢：①由於併網控制採用APFC晶片，則可採用低價的單片機實現實時性要求低且簡單的MPPT、孤島保護控制，從而有效降低成本；②由於APFC技術較成熟，因此併網電路的調試也簡單，不需要編寫複雜的併網控制程序，縮短開發時間和開發成本；③由於採用正弦雙半波調製，再經過一個低頻橋逆變的結構，此時正弦雙半波調製輸出的電流採樣可以通過採樣電阻很方便地得到。