1 引言

　　在新能源技術興起的近幾年，應用于可再生能源的并網發電技術在電力電子領域成為研究的熱點課題。高頻并網逆變器在風力發電、太陽能光伏發電等分布式可再生能源系統中是非常重要的部件，是開發的關鍵之一。并網光伏逆變器具有以下技術要求：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，效率的提升直接帶來經濟效益的提高。而決定光伏逆變器效率高低的關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，更容易實現高壓、大電流化，所以成為電力電子領域具主導地位的功率器件。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。還有一種稱為ipm（intelligent power module）的智能功率模塊，更是將igbt和驅動、保護技術集成為一體，具有優異的可靠性。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 集成驅動和保護功能的光伏專用pv-ipm

　　pv-ipm是三菱電機開發的專用于太陽能光伏領域的智能功率模塊，將igbt及其驅動電路、保護電路集成在同一模塊內。pv-ipm采用三菱最新的cstbttm硅片技術，將飽和壓降vce（sat）和關斷損耗的折衷關系最優化，并實現了噪聲di/dt的降低。在內部集成了新的控制ic，可使開關頻率高達30khz。內部集成了欠壓、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，使內部igbt單元關斷，從而使器件免遭損壞。欠壓保護值uv約為12v，復位值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。