中心議題：
解決方案：
- 升壓＋H-橋拓撲
- “最大功率點跟蹤”或MPPT" title="MPPT">MPPT的軟件技術
- 采用兩個交錯式升壓級來取代一個升壓級
- 額定開關電壓600V以上的輸入級采用1200V IGBT
- 額定電壓只需600V/650V的輸入級選用MOSFET
由于能源成本日益攀升，太陽能發電正逐漸成為一項可行的替代能源。德國政府通過立法，推出各種激勵手段積極鼓勵可再生能源的使用(如《再生能源法》 “Energieeinspeisungsgesetz”)，受此驅使，至2007年，該國一直是全球最大的太陽能市場。而現在，其它國家已超過德國，例如西班牙在2008年的新建太陽能發電廠數量居全球之冠，而意大利、法國和美國的已安裝太陽能發電容量預計將呈大幅增長。多種激勵措施推動需求走高，繼而刺激產能增長。但由于最近全球經濟危機的爆發和2008年西班牙對太陽能市場的激勵措施突然撤銷，致使太陽能芯片供大于求，導致價格下跌40%-50%。 這使得光伏技術更接近所謂的“平價電價”(grid parity)目標，亦即太陽能發電成本與目前電能市價相當。預計在2015年，德國將可實現均一電價。
太陽能模塊產生一個直流電壓，太陽能逆變器再把這一直流電能轉換為交流電能，然后接入電網。本文將探討太陽能逆變器設計的最新趨勢。
其中一個重要趨勢是采用更高的功率?，F在，峰值發電量超過100kW的太陽能發電廠越來越普遍，而較小規模的發電系統也存在這種趨勢：平均功率從5kWp提高到10kWp。
升壓＋H-橋拓撲是太陽能逆變器極為常用的拓撲之一，是一種兩級非隔離拓撲。其第一級是升壓級，用于把模塊的可變輸出電壓(例如100V – 500V)升高到更大的中間電壓，后者必須大于實際峰值主線電壓(如230V x sqrt(2)，或>325V)。該升壓級還有一個重要作用，就是為了實現效率最大化，太陽能模塊必須運作產生盡可能大的功率，而太陽能模塊的功率 曲線可通過輸出電流乘以輸出電壓數值獲得。功率特性中有一個最大點，被稱為“最大功率點”或MPP，而這精確位置會隨著模塊的類型、溫度和日照陰影等因素而變化。
利用名為“最大功率點跟蹤”或MPPT的軟件技術，輔以定制化算法，逆變器的輸入級便可跟蹤這個最大功率點。
太陽能逆變器必須可靠，以盡量減小維護和停機檢修的成本。這些逆變器還必須具有高效，以盡量增大發電量。太陽能逆變器設計人員還需付出相當的努力，以盡可能地提高效率。
有很多方法能夠提高升壓逆變器的效率。由于升壓逆變器可在連續傳導模式或邊界傳導模式(CCM 或 BCM)下工作，這就衍生出不同的優化方案。在CCM模式中，損耗的一大主因是升壓二極管的反向恢復電流；在這種情況下，一般使用碳化硅二極管或飛兆半導體的Stealth 二極管來解決。太陽能逆變器更常采用的是BCM模式，而盡管對這類功率級通常建議選擇CCM模式，但采用BCM模式的原因在于BCM模式中二極管的正向電 壓要低得多。而且，BCM模式也具有高得多的EMI濾波器和升壓電感紋波電流。這時，良好的高頻電感設計是一解決方案。
采用兩個交錯式升壓級來取代一個升壓級乃一種新方法。這樣一來，流經每個電感和每個開關的電流便能夠減半。另外，采用交錯式技術，一級上的紋波電流 可抵償另一級的紋波電流，因而可在很寬工作輸入范圍上去除輸入紋波電流。如FAN9612交錯式BCM PFC一類的控制完全能夠輕松滿足太陽能升壓級的要求。
逆變器中的升壓開關有兩個選擇：IGBT或 MOSFET。對于需要600V以上額定開關電壓的輸入級，常常會采用1200V IGBT快速開關，如FGL40N120AND。對于額定電壓只需600V/650V的輸入級，則選用MOSFET。
輸出H-橋級的設計人員一直以來都采用600V/650V MOSFET，但因為新的草案規范要求輸出級以四象限工作，于是在這一領域重新點燃了人們對IGBT的興趣。MOSFET雖然內置有體二極管，但相比 IGBT中采用的組合封裝二極管，其開關性能很差。新型的場截止IGBT能夠以10V/ns的速度轉換電壓，較之以往的舊式產品導通損耗大大改善。這種集成式二極管具有出色的軟恢復性能，有助于降低500A/us以上的高di/dt造成的EMI。對于16kHz-25kHz開關，建議采用IGBT，例如飛 兆半導體的 FGH60N60UFD。
太陽能逆變器設計的另一個趨勢是擴大輸入電壓范圍，這會導致相同功率級下輸入電流的減小，或相同輸入電流下功率級的提高。輸入電壓比較高時，需要使用額定電壓更高(1200V范圍內)的IGBT，從而產生更大的損耗。解決這一問題的一個方法是采用三電平逆變器。
采用兩個串聯的電解電容可把高輸入電壓一分為二，將中間點與零線 (neutral line)連接，這時就可以再采用600V開關了。三電平逆變器可在三個電平間進行轉換：+Vbus、0V 和 –Vbus。這方案除了比1200V開關構建的解決方案更有效之外，三電平逆變器還有一個優勢，就是輸出電感大為減小。
對于整功率因數，三電平逆變器的功能可解釋如下。在正半波Q5始終導通期間，Q6 和 Q4一直關斷。Q3 和 D3構成一個降壓轉換器，產生輸出正弦波電壓。如果只需要整功率因數，Q5 和 Q6 可設計為 50Hz開關，采用速度極慢Vce (飽和電壓)極低的IGBT，比如FGH30N60LSD。若需要較低的功率因數，Q5 和 Q6必須工作在開關頻率下一小段時間。Q3 和 Q4的二極管應該是快速軟恢復二極管。Q3 和 Q4可安排為快速恢復MOSFET，比如FGL100N50F ，或者是快速 IGBT，如FGH60N60SFD。
基于上述分析，三電平逆變器拓撲可獲得98%以上的效率，因此可能成為5kWp以上功率級非隔離逆變器的主流結構。