逆變電路中的功率開關器件是實現(xiàn)直流電轉換為交流電的關鍵元件，其主要作用是在控制信號的作用下，將直流電源輸出的電能轉換為交流電能。在逆變電路中，功率開關器件的性能直接影響到整個逆變器的效率、可靠性和安全性。本文將對逆變電路中的功率開關器件進行詳細介紹。

傳統(tǒng)的逆變器電路是由許多的分離元器件和模擬集成電路等構成的，這種電路結構元器件數量多，波形質量差，控制電路繁瑣復雜。隨著逆變技術高效率、大容量的要求和逆變技術復雜程度的提高，需要處理的信息量越來越大，而微處理器和專用電路的發(fā)展?jié)M足了逆變器技術發(fā)展的要求。

逆變驅動電路。光伏系統(tǒng)逆變器的逆變驅動電路主要是針對功率開關器件的驅動要得到好的PWM脈沖波形，驅動電路的設計很重要。隨著微電子和集成電路技術的發(fā)展，許多專用多功能集成電路的陸續(xù)推出，給應用電路的設計帶來了極大的方便，同時也使逆變器的性能得到極大的提高。例如，各種開關驅動電路SG3524、SG3525TL494、IR2130、TLP250等，在逆變器電路中得到廣泛應用。

逆變控制電路。光伏逆變器中常用的控制電路主要是為驅動電路提供符合要求的邏2)輯與波形，如PWM、SPWM控制信號等，從8位的帶有PWM口的微處理器到16位的單片機，直至32位的DSP器件等，使先進的控制技術如矢量控制技術、多電平變換技術、重復控制技術、模糊邏輯控制技術等在逆變器中得到應用。在逆變器中常用的微處理器電路有MP16、8XC196MC、PIC16C73、68HC16、MB90260、PD78366、SH7034、M37704、M37705等，常用的專用數字信號處理器(DSP)電路有TMS320F206、TMS320F240、M586XX、DSPIC30、ADSP-219XX等。

一、功率開關器件的分類

根據工作原理和結構特點，功率開關器件主要分為以下幾類：

雙極型晶體管(BJT)：雙極型晶體管是一種電流驅動型功率開關器件，具有高電壓、大電流承受能力，但導通損耗較大，適用于低頻率、高壓應用場合。

絕緣柵雙極晶體管(IGBT)：絕緣柵雙極晶體管是一種電壓驅動型功率開關器件，具有較低的導通損耗和較高的開關速度，廣泛應用于中等功率范圍的逆變器。

金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)：金屬氧化物半導體場效應晶體管是一種電壓驅動型功率開關器件，具有較低的導通損耗和較高的開關速度，適用于高頻、低壓應用場合。

碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導體器件：這些新型半導體器件具有更高的工作頻率、更低的導通損耗和更高的溫度穩(wěn)定性，適用于高功率、高溫、高頻應用場合。

二、功率開關器件的選型原則

在逆變電路中，選擇合適的功率開關器件對于提高整個逆變器的性能至關重要。在選擇功率開關器件時，主要需要考慮以下幾個方面：

電壓和電流等級：根據逆變電路的輸入電壓和輸出電流要求，選擇合適耐壓和額定電流的功率開關器件。

開關頻率：根據逆變電路的工作頻率要求，選擇合適開關速度的功率開關器件。一般來說，開關頻率越高，逆變器的體積和重量越小，但開關損耗越大。

導通損耗和開關損耗：導通損耗是指功率開關器件在導通狀態(tài)下產生的熱量，而開關損耗是指功率開關器件在開通和關斷過程中產生的熱量。選擇低導通損耗和低開關損耗的功率開關器件，可以提高逆變器的效率。

溫度穩(wěn)定性：根據逆變電路的工作環(huán)境和散熱條件，選擇具有較高溫度穩(wěn)定性的功率開關器件。

價格和供應情況：在滿足性能要求的前提下，盡量選擇性價比較高的功率開關器件。同時，要考慮供應商的技術支持和售后服務能力。

三、功率開關器件的保護措施

為了確保逆變電路的安全運行，需要對功率開關器件采取一定的保護措施，主要包括以下幾點：過壓保護：通過設置過壓保護閾值，防止輸入電壓超過功率開關器件的最大耐壓值。

過流保護：通過設置過流保護閾值，防止負載短路或故障導致的電流過大損壞功率開關器件。

過熱保護：通過監(jiān)測功率開關器件的溫度，當溫度超過設定閾值時，采取降低工作頻率或關閉功率開關器件等措施，防止過熱損壞。