1 引言

　　在新能源技术兴起的近几年，应用于可再生能源的并网发电技术在电力电子领域成为研究的热点课题。高频并网逆变器在风力发电、太阳能光伏发电等分布式可再生能源系统中是非常重要的部件，是开发的关键之一。并网光伏逆变器具有以下技术要求：逆变效率高达94%以上；直流输入范围要宽；具有最大功率跟踪（mppt）功能；具有反孤岛效应功能⑤波形畸变率要小，tdd＜5%；具备高可靠性和长寿命。

　　在这些要求中，效率正成为光伏逆变器中越来越重要的参数，效率的提升直接带来经济效益的提高。而决定光伏逆变器效率高低的关键因素之一就是电力电子器件的选择。光伏逆变器中的电力电子器件主要是指功率场效应管，即功率mosfet（metal oxide semiconductor field effect transistor）和绝缘栅双极型晶体管igbt（insulated gate bipolar transistor）。相对于mosfet，igbt饱和压降更低，更容易实现高压、大电流化，所以成为电力电子领域具主导地位的功率器件。而igbt模块比分立的igbt单管具有更高的可靠性和安全工作区。还有一种称为ipm（intelligent power module）的智能功率模块，更是将igbt和驱动、保护技术集成为一体，具有优异的可靠性。本文主要介绍最新的中小功率光伏逆变器用igbt模块和ipm。

2 集成驱动和保护功能的光伏专用pv-ipm

　　pv-ipm是三菱电机开发的专用于太阳能光伏领域的智能功率模块，将igbt及其驱动电路、保护电路集成在同一模块内。pv-ipm采用三菱最新的cstbttm硅片技术，将饱和压降vce（sat）和关断损耗的折衷关系最优化，并实现了噪声di/dt的降低。在内部集成了新的控制ic，可使开关频率高达30khz。内部集成了欠压、短路和过温三种保护功能，无论检测到哪种故障时，ipm都将输出一个故障信号，使内部igbt单元关断，从而使器件免遭损坏。欠压保护值uv约为12v，复位值uvr为12.5v；短路的电流保护阈值sc约为2倍模块额定电流；过温保护的阈值ot为135℃，复位值otr为125℃。整个保护动作示意图如图1所示。

　　pv-ipm的封装（螺栓端子型）如图（a）所示。最近，三菱电机又推出了封装更加紧凑的new pv-ipm，如图（b）所示。pv-ipm内部拓扑可分为全桥4单元型，全桥4单元+1个斩波电路型，以及全桥4单元+双斩波电路型三种，如图3所示。