5kW光伏逆變電源DC-DC模塊的設計

　　諧振電容的選擇應考慮下述因素：為了在任意時均能實現各橋臂的零電壓關斷，Vin應取最小值Vin(min)；考慮到滿載時實現零電壓關斷；負載電流為1.5A時濾波電感Lf的電流 臨界連續。也就是說， 的脈動量Δ 為3A。要實現開關管的零電壓關斷，諧振電容充放電時間必須大于開關管關斷時間，即：

。其中，Cr是諧振電容，I是各橋臂關斷時原邊電流的大小，Vin是輸入直流電壓。在滿負載時，

，開關管FQA160N08的關斷時間

1.5　諧振電感值

　　為了實現滯后橋臂的零電壓開關，必須滿足下式：

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

　　諧振電感的選擇應考慮下述因素：為了在任意時均能實現滯后橋臂的零電壓開關，Vin應取最大值Vin(max)；考慮到1/3以上滿載時實現零電壓開關；負載電流為1.5A時濾波電感Lf的電流 臨界連續。也就是說，

的脈動量Δ

為3A。
在1/3負載時，

，開關管的漏源極電容

。

1.6　高頻變壓器設計

　　根據變壓器的溫度、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。則原邊繞組匝數為：ΔΒ 為磁感應增量，ton為一次側導通脈沖時間

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

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

　　在設計變換器輸出濾波電感時要求輸出濾波電感在某一個最小電流 時保持連續。電感Ｌf的最小值應為：

　　在工程設計時，一般的經驗算法是要求輸出濾波電感電流的最大脈動量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該保證連續。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

　　本電源的開關頻率為100kHz，輸出整流二極管應選用超快恢復二極管。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。在整流管開關時，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的超快速恢復二極管，額定電壓是600V,額定電流是37A。