跟着绿色电力运动气势不减，包含家电、照明和电动工具等使用，以致其他工业用设备都在尽可能地使用太阳能的长处。为了有用地满意这些产品的需求，电源规划师正经过最少数量的器材、高度可靠性和耐用性，以高功率把太阳动力转化成所需的沟通或许直流电压。
要为这些使用以高功率出产所需的沟通输出电压和电流，太阳能逆变器就需要操控、驱动器和输出功率器材的正确组合。要到达这个方针，在这里展现了一个针对500W功率输出进行优化，而且具有120V及60Hz频率的单相正弦波的直流到沟通逆变器规划。在这个规划中，有一个DC/DC电压转化器连接到光伏电池板，为这个功率转化器供给200V直流输入。不过在这里没有供给太阳能电池板的详细资料，由于那方面不是咱们评论的要点。
现在，商场上有不同的高档功率开关，例如金属氧化物半导体FET（MOSFET），双极型三极管（BJT），以及绝绿栅双极晶体管（IGBT）来转化功率。但是，这个使用要到达最高的转化功率和功能要求，就要挑选正确的功率晶体管。
多年来的调查和剖析显现，IGBT比其他功率晶体管有更多长处，傍边包含更高电流才能，使用电压而非电流来进行栅极操控，以及能够与一个超快速康复二极管协同封装来加速关断速度。此外，工艺技术及器材结构的精密改进也使IGBT的开关功能得到恰当的改进。其他长处还包含更好的通态功能，以及具有高度耐用性和宽安全作业区。在考虑这些质量之后，这种功率逆变器规划就会选用高电压IGBT，作为功率开关的必定之选。
由于这个规划所施行的逆变器拓扑归于全桥，所以有关的太阳能逆变器选用了4个高电压IGBT，如图1所示。在这个电路中，Q1和Q2晶体管被指定为高侧IGBT，而Q3和Q4则为低侧功率器材。为了要坚持总功率耗费处于低水平，但功率转化则具有高功率，规划师要在这个DC/AC逆变器解决方案正确使用低侧和高侧IGBT组合。
图1选用4个IGBT的逆变器规划
沟道和平面IGBT
为了要一起把谐波和功率损耗降到最低，逆变器的高侧IGBT使用了脉宽调制（PWM），一起低侧功率器材就用60Hz进行改变。经过把PWM频率定在20kHz或以上操作，高侧IGBT有50/60Hz调制，输出电感器L1和L2便能够坚持实践可行的较少尺度，供给有用的谐波滤波。再者，逆变器的可听声也能够降到最低，由于开关频率现已高于人类的听觉范围。
咱们研讨过选用不同IGBT组合的各种开关技术后，确定能够完成最低功率耗费和最高逆变器功能的最好组合，是高侧晶体管使用超高速沟道IGBT，而低侧部分就选用规范速度的平面器材。与快速和规范速度平面器材比较，开关频率在20kHz的超高速沟道IGBT供给最低的总通态和开关功率损耗组合。高侧晶体管的开关频率为20kHz的别的一个长处，是输出电感器有合理的小尺度，一起也简单进行滤波。在低侧方面，咱们把规范速度平面IGBT的开关频率定在60Hz，使功率损耗能够坚持在最低的水平。
当咱们细看高电压（600V）超高速沟道IGBT的开关功能，便会知道这些器材为20kHz的开关频率进行了优化。这使规划在相关的频率下能够坚持最少的开关损耗，包含集电极到发射极的饱满电压Vce（on）及总开关能量ETS。成果，总通态和开关功率损耗便能够维持在最低的水平。依据这一点，咱们挑选了超高速沟道IGBT，例如，IRGB4062DPBF作为高侧功率器材。这种超高速构道IGBT与一个超高速软康复二极管选用协同封装，进一步保证低开关耗费。 此外，这些IGBT不必要求短路额外值，由于当逆变器的输出呈现短路时，输出电感器L1和L2会约束电流di/dt，然后给予操控器满足的时刻做出恰当的回应。还有，与相同尺度的非短路额外IGBT比较，短路额外IGBT供给更高的Vce（on）和ETS。由于具有更高的Vce（on）和ETS，短路额外IGBT会带来更高的功率损耗，使功率逆变器的功率下降。
再者，超高速沟道IGBT也供给方形反向偏压作业区、最高175℃结温，还可接受4倍的额外电流。为了要显现它们的耐用性，这些功率器材也经过100%钳位电感负载测验。
与高侧不同，通态耗费支配了低侧IGBT。由于低侧晶体管的作业频率只要60Hz，开关损耗对这些器材来说微乎其微。规范速度平面IGBT是特别为低频率和较低通态耗费而规划。所以，跟着低侧器材于60Hz进行开关，这些IGBT要经过选用规范速度平面IGBT来到达的最低功率耗费水平。由于这些器材的开关损耗十分少，规范速度平面IGBT的总耗散并没有遭到其开关耗费所影响。
根据这些考虑，规范速度IGBTIRG4BC20SD因而成为低功率器材的最好挑选。一个第四代IGBT与超高速软康复反向并联二极管协同封装，而且为最低饱满电压和低作业频率（<1kHz）进行优化。在10A下的典型Vce（on）为1.4V。针对低正向降压及反向漏电流，跨过低侧IGBT的协同封装二极管现已优化了，以在续流和反向康复期间把损耗降到最低。
