5kW光伏逆變電源DC-DC模塊的設(shè)計(jì)

　　諧振電容的選擇應(yīng)考慮下述因素：為了在任意時(shí)均能實(shí)現(xiàn)各橋臂的零電壓關(guān)斷，Vin應(yīng)取最小值Vin(min)；考慮到滿載時(shí)實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷；負(fù)載電流為1.5A時(shí)濾波電感Lf的電流 臨界連續(xù)。也就是說， 的脈動(dòng)量Δ 為3A。要實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓關(guān)斷，諧振電容充放電時(shí)間必須大于開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間，即：

。其中，Cr是諧振電容，I是各橋臂關(guān)斷時(shí)原邊電流的大小，Vin是輸入直流電壓。在滿負(fù)載時(shí)，

，開關(guān)管FQA160N08的關(guān)斷時(shí)間

1.5　諧振電感值

　　為了實(shí)現(xiàn)滯后橋臂的零電壓開關(guān)，必須滿足下式：

　。其中Lr是諧振電感，I是滯后橋臂開關(guān)管關(guān)斷時(shí)原邊電流的大小，Ｃd5 是開關(guān)管漏源極電容，Vin是輸入直流電壓。

　　諧振電感的選擇應(yīng)考慮下述因素：為了在任意時(shí)均能實(shí)現(xiàn)滯后橋臂的零電壓開關(guān)，Vin應(yīng)取最大值Vin(max)；考慮到1/3以上滿載時(shí)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)；負(fù)載電流為1.5A時(shí)濾波電感Lf的電流 臨界連續(xù)。也就是說，

的脈動(dòng)量Δ

為3A。
在1/3負(fù)載時(shí)，

，開關(guān)管的漏源極電容

。

1.6　高頻變壓器設(shè)計(jì)

　　根據(jù)變壓器的溫度、功率及頻率，選擇EE90磁芯，有效截面積為Ae=4.19cm2,磁芯窗口面積為Aw=6.08cm2。則原邊繞組匝數(shù)為：ΔΒ 為磁感應(yīng)增量，ton為一次側(cè)導(dǎo)通脈沖時(shí)間

　　為了在任意輸入電壓時(shí)能夠輸出所要求的電壓，變壓器的副邊匝數(shù)應(yīng)按最低輸入電壓Vin(min)選擇。同時(shí)應(yīng)考慮副邊占空比的丟失和死區(qū)影響，實(shí)際確定副邊最大占空比　　Dsec(max)。所以副邊繞組匝數(shù)為：

其中VO為輸出電壓，VD為二極管的管壓降，VL為濾波電感的直流壓降。

1.7　輸出濾波電感的電感量

　　在設(shè)計(jì)變換器輸出濾波電感時(shí)要求輸出濾波電感在某一個(gè)最小電流 時(shí)保持連續(xù)。電感Ｌf的最小值應(yīng)為：

　　在工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般的經(jīng)驗(yàn)算法是要求輸出濾波電感電流的最大脈動(dòng)量ΔImax為最大輸出電流的20%，也就是說在輸出滿載電流的10%的條件下，輸出濾波電感電流應(yīng)該保證連續(xù)。那么上式中的

。由于輸入電壓是變化的，為了保證濾波電感電流的最大脈動(dòng)量不超過最大輸出電流，上式中的Vin取Vin(max)。全橋變換器的開關(guān)頻率為fs，副邊整流后的方波電壓的頻率為2fs，即上式中 =2fs。這樣，上式可改成下式：
　

1.8　輸出整流二極管的選擇

　　本電源的開關(guān)頻率為100kHz，輸出整流二極管應(yīng)選用超快恢復(fù)二極管。對于本電路而言，整流管上承受的最大反向電壓為Vbr=Vin/K=48*10=480V。在整流管開關(guān)時(shí)，有一定的電壓振蕩，因此要考慮裕量，可以選用600V的整流二極管。整流二極管在理想狀態(tài)下，流過的最大電流等于輸出最大電流14A，考慮占空比引起的電流增加和一定的安全余量，可以選用25A的整流二極管。此升壓模塊采用的是IXYS公司的DSEI30的超快速恢復(fù)二極管，額定電壓是600V,額定電流是37A。