Boost ZVT-PWM變換器在光伏逆變器中的應(yīng)用

關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計

1)濾波電感Lf 設(shè)計

ZVT Boost 的輸入電壓范圍是Uin=125V~360V， 輸出電壓Vo=360V，輸入最大電流為Iimax=15A，開關(guān)頻率fs=20kHz，boost 電路工作在連續(xù)導(dǎo)電模式下。由

其中ΔiL表示電感電流紋波， 取15%的電感電流紋波， 則ΔiL=2.25A，將ΔiL代入式(14),可以算出Lf=2mH，實際取2mH。

(2)輔助鉗位電容Ca設(shè)計

Ca既作為主開關(guān)管的Q1的緩沖電容， 又作為輔助開關(guān)管的緩沖電容。一般選擇在最大負(fù)載時，Vca從Vo下降到0 的時間為(2~3)tf，tf為Q1的關(guān)斷下降時間。則Ca可以由式(15)計算：

主、輔功率開關(guān)管采用fairchild 公司的IGBT FGH40N65UFD 作為ZVT Boost 電路的主開關(guān)管和輔助開關(guān)管，該開關(guān)管的最大tf=80ns。

因此，計算得Ca=10nF?？紤]一定的裕量，選擇Ca為22nF/1000V。

(3)輔助電感La 設(shè)計

輔助電路只是在主開關(guān)管Q1開通的時候起作用， 其他時候停止工作。為不影響主電路的工作時間，輔助電路的工作時間不能太長，假設(shè)該時間為taa，一般可選擇為開關(guān)周期Ts的1/10，即t01+t12s/10，可得：

由于Cr是主開關(guān)管的輸出結(jié)電容，故可以忽略，上式簡化為:

實驗結(jié)果

根據(jù)以上圖2 硬件設(shè)計方案和電路參數(shù)，在相同條件下在樣機(jī)上分別進(jìn)行如下兩個逆變效率測試試驗。

試驗1，DSP 控制芯片輸出PWM 驅(qū)動信號只控制主功率開關(guān)管Q1，使Q1 工作于“硬開關(guān)”狀態(tài)。在直流輸入開路電壓300V、輸入短路電流6A 下，功率分析儀測試出樣機(jī)逆變輸出效率是95%。

試驗2，DSP 控制芯片輸出兩路PWM 驅(qū)動信號分別控制主功率開關(guān)管Q1和輔功率開關(guān)管Qa， 使Q1 和Qa 分別工作工作于“零轉(zhuǎn)換”開關(guān)狀態(tài)。在直流輸入開路電壓300V、輸入短路電流6A 下，功率分析儀測試出樣機(jī)逆變輸出效率是96%。

通過上述兩個對比試驗，可以看出，本文介紹的設(shè)計方案在非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器實際應(yīng)用中具有主要意義，不僅能提高其逆變轉(zhuǎn)換效率，而且對有利于簡化整機(jī)熱設(shè)計。

結(jié)束語

本文介紹了一種Boost ZVT-PWM 變換器在光伏逆變器中的應(yīng)用，對Boost ZVT-PWM 變換器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)地敘述。理論分析和試驗結(jié)果都表明，本文提出的設(shè)計方案在光伏逆變器設(shè)計中具有重要的實際價值。