3.1.电路结构:

由于单块面板输出电压较低，为使直流侧电压高于网侧峰值电压，微型逆变器应具备升压环节 。

目前微型逆变器多采用高频变压器，该方案具备较高的功率密度，效率高，而且能够实现光伏电池与网侧的电气隔离 。

基于高频变压器的单级式电路结构较为简单，而多级式电路结构通常较为复杂。根据功率变换方式的不同，可分为两类。首先将直流电通过前级变换器变换为高频交流电，变压器次级整流为直流，最后经过逆变环节转换为工频交流。若前级高频交流电为按照正弦脉宽调制，次级可直接通过周波变换器直接变换为工频交流电。有研究提出一种基于 Boost 变换器和乘法升压单元组合的高增益升压变换器，亦可作为两级式变换器直流升压环节。有研究]对两种DC/DC 升压方式进行了研究，基于 Boost 和升压单元级联的解决方案效率为 94.5%~95.5%，文章指出引入无源缓冲电路后，该效率会进一步提升。采取高频变压器升压方案效率约为 96%，两种方案的效率相当。高频变压器可以实现光伏面板和网侧的电气隔离，目前大部分微型逆变器拓扑升压环节均采用高频变压器。若采取高增益 DC/DC 变换器升压方案，逆变器可以考虑采用如图 4 所示的 H5 等非隔离型逆变器拓扑，该类型拓扑能够有效抑制漏电流 。

3.2.功率解耦环节:

当光伏电池稳定工作在其最大功率点时，逆变器输入功率 Pin 是恒定的，而逆变器的输出功率 Po 却是瞬变的， 逆变器输入输出存在瞬时功率不平衡问题，反映在光伏电池输出侧表现为其输出电压包含有二倍频的扰动分量。该扰动会影响最大功率跟踪的效率，降低对光伏电池的利用率。为此，应引入功率解耦方案抑制该二次扰动 。

传统的解决方案为在光伏电池与逆变器之间安置解耦电容，电容容值的选取由式(1)、式(2)可得。

式中: C 为前侧解耦电容容值; Pin 与 Po 分别为输入和输出功率; Umax 和 Umin 分别是电容电压的最大值和最小值; ΔU 是电容的电压波动值; Udc 为电容承受直流电压均值 。

单块光伏电池输出电压通常 23~45 V 左右，输出功率范围在几十瓦到几百瓦之间。由于光伏电池输出电压较低，若要抑制二次扰动在合理范围内，由公式(2)可知必须在光伏输出侧所需电容容值较大，通常选用较大容值的电解电容。该方案虽然简单有效，但是电解电容不仅体积大，而且寿命短，影响了微型逆变器的工作寿命和稳定性，与微型逆变器高可靠性长寿命设计指标显然不符，已被证实是影响微型逆变器设备寿命的主要因素 。

新型功率解耦方案是当前微型逆变器研究的重点。目前出现了多种用以取代电解电容的功率解耦电路， 可归纳为以下三种:

(1) 引入附加解耦电路，将二次功率扰动转移到解耦电路中，使得逆变器两侧瞬时功率相等 。

(2) 由式(2)可知，提高直流侧输入电压或电容电压波动值增大都可降低所需电容容值，该方案多见于两级式逆变电路 。

(3) 三相微型逆变器，三相桥式电路输出和输入瞬时功率平衡，不存在功率扰动，只需一个小电容滤除高频纹波 。

3.3.具有功率解耦功能的微型逆变器拓扑

目前提出微型逆变器拓扑类型多为单级式和多级式。传统采取电解电容的功率解耦方案可靠性低，而采取改善型功率解耦方案的微型逆变器具备更高的可靠性，是微型逆变器研究的趋势所在。主要对目前提出的微型逆变器电路中包含如上改善型功率解耦方案的微型逆变器拓扑进行研究 。

单级式微型逆变器:

单级式微型逆变器通过高频变压器，直接将光伏电池输出的直流电源变换为网侧交流电源，无需其他转换环节，结构上简单，但是控制比较复杂。目前针对单级式微型逆变器的研究多集中在反激式电路结构上，该类型逆变器所用器件少，成本低，可靠性高，适合应用于小功率场合 。

有研究提出了一种具有解耦电路功能的拓扑结构。该拓扑在传统反激式逆变器的基础上引入功率解耦电路，将二倍频功率扰动通过解耦电路转移到解耦电容中，光伏电池输出侧仅需小容值电容滤去高频纹波。变压器漏感中的能量亦可通过解耦电路存储到解耦电容中。该方案首先将输入到激磁电感中的能量全部转移到解耦电容当中， 之后通过脉宽调制策略控制开关管 S1 的导通和关断，能量传递到二次侧。解耦电路需要对全部的能量进行处理，功率损失严重，效率较低，文中表明改变换器的效率仅为 70% 。

多级式微型逆变器:

两级式逆变器首先通过 DC/DC 升压环节对光伏电池输出电压升高至大于网侧峰值的电压值，并进行最大功率跟踪，然后通过后级逆变器转换为并网交流电 。

有研究探究了一种基于移向全桥软开关电路的微型逆变器 ， 该电路前侧采用基于全桥 DC/DC 变换器进行升压，后级为电流型逆变器，该逆变器整体均采取小容值电容，且运用软开关技术进一步提升效率。文中指出逆变器的峰值效率为 89% 。