光伏逆变器作为太阳能发电的核心部件,其技术的创新和改革一直备受关注,目前光伏逆变器追求高频、高效、高功率密度以及小型化的特点正在成为一种新发展趋势。基于此目标,本文提出使用松鼠算法优化MPPT系统,采取交错并联的Boost结构提升DC-DC效率,利用高频GaN开关管的特性来提高逆变器功率密度,设计了一台500W的两级式光伏微型逆变器,主要工作如下:首先,介绍了光伏发电的发展状况和主要趋势,引出微型逆变器在分布式发电系统中的广泛应用。并对微型逆变器的应用特点和主流结构进行分析,重点说明了前级升压和后级逆变的两级式结构对光伏微型逆变器设计的适用性。其次,介绍了 GaN功率器件的发展和特性,比较了 GaN材料与传统半导材料的不同之处。通过分析GaN功率器件在各种电路中的应用,说明了在设计逆变器上采用新型宽禁带GaN功率器件代替传统Si基功率开关器件的优势所在。然后,详细分析了升压电路和逆变电路常见的拓扑类型,综合它们的优缺点以及适用场景,确定了本文两级式光伏微型逆变器的整体结构,即前级升压采用Boost拓扑、后级逆变采用单极SPWM调制的全桥拓扑。针对因光伏板输入电压低且波动范围大等带来的问题,设计了交错并联的Boost结构和基于松鼠算法的MPPT控制系统作用在前级升压电路中,通过Matlab/simulink对其进行仿真,验证了上述微型逆变器设计的合理性。最后,对整个微型逆变器的软硬件进行设计,使用STM32H743作为主控芯片,设计了包含MPPT和电压电流双闭环等控制系统,其中针对GaN功率开关管的应用特性,设计专门的高频驱动电路,并详细分析了其驱动理论。在完成上述基础后,设计出最大功率可达500W的两级式GaN光伏微型逆变器实物样机,通过对其搭建实验平台进行性能测试。实验结果:开关管频率为100kHz、输出电压为220V工频交流电、逆变器效率为94%,符合微型逆变器高频和高效的目标设计要求。图[58]表[2]参[75]