光伏逆变系统中的ZVS升压变换器(4)

４

电机与控制学报

之一的谐振周期…。，即

（９）

第１７卷

零，则主电感Ｌ。的电流为

‘㈤吐ｉｎ＋等㈦∽。

是１团

，

疋＝—剽￡，ｃ。。

下式成立

（１２）

假设辅助开关管Ｓ，导通的时间是０．１Ｔ，则由

％田毯眠嚼｜｜

ｓ埋Ｅ］一

“ｔ卜■ｉ｝———卜

重０

ｊ

疋＋Ｌ＝ｌｍ，ｉ，ｎＬｒ＋瓶＜ｏ．１Ｔ。（１３）

ｕｄｃ

－

￡Ｅ

．

２．２谐振电感Ｌ，与吸收电容Ｃ，

模式５期间，假设此时￡，与Ｃ，、Ｃ。。的谐振时间为０．０２Ｔ，谐振电感￡，向吸收电容Ｃ。和辅助开关管的输出电容Ｃ。。充电，则需满足吸收电容两端的电压不大于Ｂｏｏｓｔ升压变换器的输出电压，即下列表达式成立

Ｚ。，ｉ。。≤Ｕｄｃ，

２１Ｔ

％■｛芷ｊＬ

图３主要参数波形图

Ｆｉｇ．３

Ｔｈｅｗａｖｅｂｒｍｓｄｉａｇｒａｍｏｆｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

（１４）（１５）

ＣＬｒ（Ｃ１＋ｃｄ。）≤ｏ．０２Ｔ。

选择谐振电感￡，与吸收电容的数值时需要考

虑下面３个因素：（１）限制辅助开关管的电流上升

速率及电压上升速率，从而降低辅助开关管的开关损耗；（２）降低主二极管的反向恢复时间，从而降低

由于反向恢复电流引起的损耗；（３）降低辅助谐振

８）模式８［ｔ，～ｔ８］。ｔ，时刻，ｓ，在零电压下关

断，此时Ｌ，中的能量向Ｃ，转移，Ｃ，两端的电压在两

个电感的作用下逐渐上升，ｃ，中的能量经过Ｄ，传

递给输出侧，一定程度上实现了无损吸收。

回路的谐振时间，从而降低谐振损耗。

根据上面推导出的表达式，可以得到谐振电感￡。与谐振电容Ｃ。吸收电容Ｃ，的关系曲线如图４所示。

——Ｉ，与ｃ，暮蠹坤缕国

、

９）模式９［ｔ８～ｔ９］。ｔ，时刻，Ｌ，中的电流下降为

零，Ｃ。中的能量完全传递给输出侧。此时有

ｉｋ（ｔ９）＝０，

，

ｌ

“ｃ。（ｔ９）＝ｏ，Ｉ

ｕｃ．（ｔ９）＝Ｕｄ。。Ｊ

、

Ｌ，习ＬＩ大尔Ｉｔｔｌ筑圈

、

（１０）

ｋｃ＼Ｕ

、

￥

、

、

２关键参数选择

在本文研究的ＺＶＳＢｏｏｓｔ软开关电路中，关键

鲫加∞∞∞∞加ｍ

０Ｏ

＼

＼～

５

１０

１～～、

－－’～一

１５Ｌ，／¨Ｈ

２０２５３０

的参数有：谐振电容ｃ，、谐振电感￡，及吸收电容Ｃ。。在这些参数的选择上主要考虑主开关管、主二

极管及辅助开关管的软开关条件。２．１谐振电容Ｃ，

谐振电容Ｃ，的选择主要考虑主开关管Ｓ。的零

Ｆｉｇ．４

图４

Ｌ，与Ｃ。、Ｃ。关系曲线图

ＲｅｌａｔｉｏｎｓｄｉａｇｒａｍｂｅｔｗｅｅｎＬ，ａｎｄＣ，，Ｃ

可以看出当谐振电感￡，大小为１０栌时，谐振

电容ｃ。与吸收电容Ｃ。的变化趋于稳定。因此可以选择Ｃ，为２ｎＦ、Ｃ。为２２ｎＦ。再将￡，、Ｃ，、Ｃ。的数值代入式（１３）、式（１５），均成立。

电压导通过程。从模式２开始到模式３结束，所用

的时间应该保证至少小于辅助开关管Ｓ：导通的时间，其中谐振电感Ｌ，的电流从零逐渐增加到与主电

因此，根据上面的条件综合考虑，ＺＶＳＢｏｏｓｔ升压变换器选择的参数如表２所示。其中，在实际设计电路时，谐振电容可以直接用所选ＭＯＳＦＥＴ开关

管ＳＰＷ４７Ｎ６０ＣＦＤ的输出电容替代，其输出电容的值为２ｎＦ。

感Ｌ电流值相等的时间为

，

ｒ

咒＝可Ｉｍｉｎ一／。ｒ。

ｕｄｃ

（１１）

谐振电感Ｌ，与谐振电容Ｃ，的谐振时间为四分

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