1 引言

　　在新能源技術(shù)興起的近幾年，應(yīng)用于可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)在電力電子領(lǐng)域成為研究的熱點課題。高頻并網(wǎng)逆變器在風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等分布式可再生能源系統(tǒng)中是非常重要的部件，是開發(fā)的關(guān)鍵之一。并網(wǎng)光伏逆變器具有以下技術(shù)要求：逆變效率高達94%以上；直流輸入范圍要寬；具有最大功率跟蹤（mppt）功能；具有反孤島效應(yīng)功能⑤波形畸變率要小，tdd＜5%；具備高可靠性和長壽命。

　　在這些要求中，效率正成為光伏逆變器中越來越重要的參數(shù)，效率的提升直接帶來經(jīng)濟效益的提高。而決定光伏逆變器效率高低的關(guān)鍵因素之一就是電力電子器件的選擇。光伏逆變器中的電力電子器件主要是指功率場效應(yīng)管，即功率mosfet（metal oxide semiconductor field effect transistor）和絕緣柵雙極型晶體管igbt（insulated gate bipolar transistor）。相對于mosfet，igbt飽和壓降更低，更容易實現(xiàn)高壓、大電流化，所以成為電力電子領(lǐng)域具主導(dǎo)地位的功率器件。而igbt模塊比分立的igbt單管具有更高的可靠性和安全工作區(qū)。還有一種稱為ipm（intelligent power module）的智能功率模塊，更是將igbt和驅(qū)動、保護技術(shù)集成為一體，具有優(yōu)異的可靠性。本文主要介紹最新的中小功率光伏逆變器用igbt模塊和ipm。

2 集成驅(qū)動和保護功能的光伏專用pv-ipm

　　pv-ipm是三菱電機開發(fā)的專用于太陽能光伏領(lǐng)域的智能功率模塊，將igbt及其驅(qū)動電路、保護電路集成在同一模塊內(nèi)。pv-ipm采用三菱最新的cstbttm硅片技術(shù)，將飽和壓降vce（sat）和關(guān)斷損耗的折衷關(guān)系最優(yōu)化，并實現(xiàn)了噪聲di/dt的降低。在內(nèi)部集成了新的控制ic，可使開關(guān)頻率高達30khz。內(nèi)部集成了欠壓、短路和過溫三種保護功能，無論檢測到哪種故障時，ipm都將輸出一個故障信號，使內(nèi)部igbt單元關(guān)斷，從而使器件免遭損壞。欠壓保護值uv約為12v，復(fù)位值uvr為12.5v；短路的電流保護閾值sc約為2倍模塊額定電流；過溫保護的閾值ot為135℃，復(fù)位值otr為125℃。整個保護動作示意圖如圖1所示。

　　pv-ipm的封裝（螺栓端子型）如圖（a）所示。最近，三菱電機又推出了封裝更加緊湊的new pv-ipm，如圖（b）所示。pv-ipm內(nèi)部拓撲可分為全橋4單元型，全橋4單元+1個斬波電路型，以及全橋4單元+雙斬波電路型三種，如圖3所示。