系统变得简单第3部分：太阳能逆变器中的隔离
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[音乐播放] 大家好。 我是 Jayanth Rangaraju， 我们今天的特邀演讲人 是 TI 隔离接口团队的 Gabrielle Winkey。 继续“轻松实现系统”CD， 今天的主题是 “光伏逆变器中的隔离”。 隔离器是光伏 逆变器中使用的 关键电子元件之一。 使用它们 可以在微控制器等 低电压灵敏 控制电路 与诸如功率晶体管 和感应元件等 连接到高电压的 元件之间进行通信。 它们还可以为人可触及的 接口和连接器 提供安全屏障。 那么，Gabrielle， 您能告诉我们的观看者 光伏逆变器中 是如何使用电隔离的吗？ 没问题，Jayanth。 根据额定电压 和额定功率， 逆变器的架构 和隔离要求 有所不同。 此处是三相 逆变器的 简化方框图， 适用于 串式逆变器和 集中型逆变器。 传入的 直流电压 由串联和 并联的 PV 模块阵列施加。 逆变器 系统的 核心是三相直流 到交流转换器， 包含功率晶体管， 通常是高功率 级别的 IGBT，由隔离式 IGBT 闸极驱动器控制。 IGBT 闸极驱动器 从系统控制器 接收 PWM 输入， 并将其电平 位移到适当的 基准和驱动 电平。 PWM 控制可使逆变器 在直流轨之间 切换的同时 生成正弦输出。 在更高功率的逆变器中， 可以将隔离式 IGBT 闸极驱动器 替换为数字 隔离器，后者 控制与多个 IGBT 并联的 分立式闸极 驱动器。 逆变器需要确保 能够驱动与电网 电压同步的 输出， 并且处于最适合 传输最大负载的 电流和功率级别。 出于这些原因， 需要电压和电流反馈， 同样，它们需要 进行隔离。 也可以在 系统控制器的 通信链路上 实施隔离。 例如 Ken 和 RS-45。 这可提供 额外的安全屏障 并降低对 系统中 其他隔离器问题的 隔离要求。 考虑到这些趋势， 在为光伏逆变器设计 选择隔离器时， 客户需要考虑的 最重要的三个 参数是什么？ 问得好。 需要对隔离器 考虑的第一个参数是 其工作电压， 这是指它 在额定使用寿命 期间能够跨越 隔离势垒连续 处理的电压。 更高的总线电压直接 意味着更高的工作电压。 对于给定的隔离器， 当跨越垫垒的 电压应力增大时， 使用寿命将按指数降低。 光伏逆变器系统的 目标使用寿命 超过 25 年。 因此，选择 满足工作电压要求 且具有宽松裕量的 隔离器至关重要， 这样可确保 系统的使用寿命 不会受隔离器 方面的因素限制。 第二个关键参数是 共模瞬态抗扰度 或在不导致位错误的 情况下隔离器能够 承受的电压变化率。 直流总线电压越大， 开关频率越高 以及渡越时间越短， 对 CMTI 的要求也就 越高。 对于闸极驱动路径中 使用的隔离器， CMTI 尤为重要， 因为此处导致的 位错误会造成 高侧和低侧功率 晶体管之间发生 灾难性的短路。 第三个考虑因素 是传播延迟和 器件间不匹配。 这两个数值 越低，就越容易 优化高侧和 低侧器件开启 时间之间的停滞 时间并提高效率。 Gabrielle，感谢您为我们 讲解光伏逆变器隔离 系统。 请访问 ti.com/iso 查看 TI 的隔离 产品组合，了解有关 我们的产品系列、 技术文档和文章的 更多信息，以帮助了解 隔离设计注意事项。 谢谢观看。 [音乐播放]
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隔离器是光伏 逆变器中使用的
关键电子元件之一。
使用它们 可以在微控制器等
低电压灵敏 控制电路
与诸如功率晶体管 和感应元件等
连接到高电压的 元件之间进行通信。
它们还可以为人可触及的 接口和连接器
提供安全屏障。
那么，Gabrielle， 您能告诉我们的观看者
光伏逆变器中 是如何使用电隔离的吗？
没问题，Jayanth。
根据额定电压 和额定功率，
逆变器的架构 和隔离要求
有所不同。
此处是三相 逆变器的
简化方框图， 适用于
串式逆变器和 集中型逆变器。
传入的 直流电压
由串联和 并联的 PV
模块阵列施加。
逆变器 系统的
核心是三相直流 到交流转换器，
包含功率晶体管， 通常是高功率
级别的 IGBT，由隔离式 IGBT 闸极驱动器控制。
IGBT 闸极驱动器 从系统控制器
接收 PWM 输入， 并将其电平
位移到适当的 基准和驱动
电平。
PWM 控制可使逆变器 在直流轨之间
切换的同时 生成正弦输出。
在更高功率的逆变器中， 可以将隔离式 IGBT 闸极驱动器
替换为数字 隔离器，后者
控制与多个 IGBT 并联的
分立式闸极 驱动器。
逆变器需要确保 能够驱动与电网
电压同步的 输出，
并且处于最适合 传输最大负载的
电流和功率级别。
出于这些原因， 需要电压和电流反馈，
同样，它们需要 进行隔离。
也可以在 系统控制器的
通信链路上 实施隔离。
例如 Ken 和 RS-45。
这可提供 额外的安全屏障
并降低对 系统中
其他隔离器问题的 隔离要求。
考虑到这些趋势， 在为光伏逆变器设计
选择隔离器时， 客户需要考虑的
最重要的三个 参数是什么？
问得好。
需要对隔离器 考虑的第一个参数是
其工作电压， 这是指它
在额定使用寿命 期间能够跨越
隔离势垒连续 处理的电压。
更高的总线电压直接 意味着更高的工作电压。
对于给定的隔离器， 当跨越垫垒的
电压应力增大时， 使用寿命将按指数降低。
光伏逆变器系统的 目标使用寿命
超过 25 年。
因此，选择 满足工作电压要求
且具有宽松裕量的 隔离器至关重要，
这样可确保 系统的使用寿命
不会受隔离器 方面的因素限制。
第二个关键参数是 共模瞬态抗扰度
或在不导致位错误的 情况下隔离器能够
承受的电压变化率。
直流总线电压越大， 开关频率越高
以及渡越时间越短， 对 CMTI 的要求也就
越高。
对于闸极驱动路径中 使用的隔离器，
CMTI 尤为重要， 因为此处导致的
位错误会造成 高侧和低侧功率
晶体管之间发生 灾难性的短路。
第三个考虑因素 是传播延迟和
器件间不匹配。
这两个数值 越低，就越容易
优化高侧和 低侧器件开启
时间之间的停滞 时间并提高效率。
Gabrielle，感谢您为我们 讲解光伏逆变器隔离
系统。
请访问 ti.com/iso 查看 TI 的隔离
产品组合，了解有关 我们的产品系列、
技术文档和文章的 更多信息，以帮助了解
隔离设计注意事项。
谢谢观看。
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关键电子元件之一。
使用它们 可以在微控制器等
低电压灵敏 控制电路
与诸如功率晶体管 和感应元件等
连接到高电压的 元件之间进行通信。
它们还可以为人可触及的 接口和连接器
提供安全屏障。
那么，Gabrielle， 您能告诉我们的观看者
光伏逆变器中 是如何使用电隔离的吗？
没问题，Jayanth。
根据额定电压 和额定功率，
逆变器的架构 和隔离要求
有所不同。
此处是三相 逆变器的
简化方框图， 适用于
串式逆变器和 集中型逆变器。
传入的 直流电压
由串联和 并联的 PV
模块阵列施加。
逆变器 系统的
核心是三相直流 到交流转换器，
包含功率晶体管， 通常是高功率
级别的 IGBT，由隔离式 IGBT 闸极驱动器控制。
IGBT 闸极驱动器 从系统控制器
接收 PWM 输入， 并将其电平
位移到适当的 基准和驱动
电平。
PWM 控制可使逆变器 在直流轨之间
切换的同时 生成正弦输出。
在更高功率的逆变器中， 可以将隔离式 IGBT 闸极驱动器
替换为数字 隔离器，后者
控制与多个 IGBT 并联的
分立式闸极 驱动器。
逆变器需要确保 能够驱动与电网
电压同步的 输出，
并且处于最适合 传输最大负载的
电流和功率级别。
出于这些原因， 需要电压和电流反馈，
同样，它们需要 进行隔离。
也可以在 系统控制器的
通信链路上 实施隔离。
例如 Ken 和 RS-45。
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并降低对 系统中
其他隔离器问题的 隔离要求。
考虑到这些趋势， 在为光伏逆变器设计
选择隔离器时， 客户需要考虑的
最重要的三个 参数是什么？
问得好。
需要对隔离器 考虑的第一个参数是
其工作电压， 这是指它
在额定使用寿命 期间能够跨越
隔离势垒连续 处理的电压。
更高的总线电压直接 意味着更高的工作电压。
对于给定的隔离器， 当跨越垫垒的
电压应力增大时， 使用寿命将按指数降低。
光伏逆变器系统的 目标使用寿命
超过 25 年。
因此，选择 满足工作电压要求
且具有宽松裕量的 隔离器至关重要，
这样可确保 系统的使用寿命
不会受隔离器 方面的因素限制。
第二个关键参数是 共模瞬态抗扰度
或在不导致位错误的 情况下隔离器能够
承受的电压变化率。
直流总线电压越大， 开关频率越高
以及渡越时间越短， 对 CMTI 的要求也就
越高。
对于闸极驱动路径中 使用的隔离器，
CMTI 尤为重要， 因为此处导致的
位错误会造成 高侧和低侧功率
晶体管之间发生 灾难性的短路。
第三个考虑因素 是传播延迟和
器件间不匹配。
这两个数值 越低，就越容易
优化高侧和 低侧器件开启
时间之间的停滞 时间并提高效率。
Gabrielle，感谢您为我们 讲解光伏逆变器隔离
系统。
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视频简介
系统变得简单第3部分：太阳能逆变器中的隔离
所属课程：太阳能系统设计变得简单
发布时间：2019.03.11
视频集数：4
本节视频时长：00:04:54
Isolators are one of the key electronic components used in a solar inverter. They enable communication between low-voltage, sensitive control circuitry, such as microcontrollers, and components connected to high voltage, such as power transistors and sense elements. They also provide a safety barrier for human accessible interfaces and connectors. When it comes to power paths in Solar Inverters, we notice three key trends:
- Higher power string and centralized inverters are moving towards higher bus voltages enabling the system to deliver higher power, while keeping the current levels the same
- Reducing transition times in the DC-AC switching stage to minimize the duration that the IGBTs spend in high impedance
- Increasing PWM switching frequency in the DC-AC stage to reduce the size and cost of the magnetics in the design (for example the inductive EMI filters)
Considering these trends, learn the top three parameters that need to be considered when selecting an isolator for a solar inverter design.
未学习 系统变得简单第1部分：太阳能逆变器
未学习 系统变得简单第2部分：太阳能逆变器中的栅极驱动器
未学习 系统变得简单第3部分：太阳能逆变器中的隔离
未学习 系统变得简单第4部分：太阳能逆变器中的DSP
