Boost ZVT-PWM变换器在光伏逆变器中的应用

关键电路参数设计

1)滤波电感Lf 设计

ZVT Boost 的输入电压范围是Uin=125V~360V， 输出电压Vo=360V，输入最大电流为Iimax=15A，开关频率fs=20kHz，boost 电路工作在连续导电模式下。由:

其中ΔiL表示电感电流纹波， 取15%的电感电流纹波， 则ΔiL=2.25A，将ΔiL代入式(14),可以算出Lf=2mH，实际取2mH。

(2)辅助钳位电容Ca设计

Ca既作为主开关管的Q1的缓冲电容， 又作为辅助开关管的缓冲电容。一般选择在最大负载时，Vca从Vo下降到0 的时间为(2~3)tf，tf为Q1的关断下降时间。则Ca可以由式(15)计算：

主、辅功率开关管采用fairchild 公司的IGBT FGH40N65UFD 作为ZVT Boost 电路的主开关管和辅助开关管，该开关管的最大tf=80ns。

因此，计算得Ca=10nF。考虑一定的裕量，选择Ca为22nF/1000V。

(3)辅助电感La 设计

辅助电路只是在主开关管Q1开通的时候起作用， 其他时候停止工作。为不影响主电路的工作时间，辅助电路的工作时间不能太长，假设该时间为taa，一般可选择为开关周期Ts的1/10，即t01+t12s/10，可得：

由于Cr是主开关管的输出结电容，故可以忽略，上式简化为:

实验结果

根据以上图2 硬件设计方案和电路参数，在相同条件下在样机上分别进行如下两个逆变效率测试试验。

试验1，DSP 控制芯片输出PWM 驱动信号只控制主功率开关管Q1，使Q1 工作于“硬开关”状态。在直流输入开路电压300V、输入短路电流6A 下，功率分析仪测试出样机逆变输出效率是95%。

试验2，DSP 控制芯片输出两路PWM 驱动信号分别控制主功率开关管Q1和辅功率开关管Qa， 使Q1 和Qa 分别工作工作于“零转换”开关状态。在直流输入开路电压300V、输入短路电流6A 下，功率分析仪测试出样机逆变输出效率是96%。

通过上述两个对比试验，可以看出，本文介绍的设计方案在非隔离型光伏并网逆变器实际应用中具有主要意义，不仅能提高其逆变转换效率，而且对有利于简化整机热设计。

结束语

本文介绍了一种Boost ZVT-PWM 变换器在光伏逆变器中的应用，对Boost ZVT-PWM 变换器电路拓扑结构、工作原理及关键电路参数设计进行详细地叙述。理论分析和试验结果都表明，本文提出的设计方案在光伏逆变器设计中具有重要的实际价值。