有很多方法能夠提高升壓逆變器的效率。由于升壓逆變器可在連續(xù)傳導(dǎo)模式或邊界傳導(dǎo)模式(CCM 或 BCM)下工作,這就衍生出不同的優(yōu)化方案。在CCM模式中,損耗的一大主因是升壓二極管的反向恢復(fù)電流;在這種情況下,一般使用碳化硅二極管或飛兆半導(dǎo)體的Stealth 二極管來解決。太陽能逆變器更常采用的是BCM模式,而盡管對(duì)這類功率級(jí)通常建議選擇CCM模式,但采用BCM模式的原因在于BCM模式中二極一體電感器企業(yè)管的正向電 壓要低得多。而且,BCM模式也具有高得多的EMI濾波器和升壓功率電感紋波電流。這時(shí),良好的高頻電感設(shè)計(jì)是一解決方案。
采用兩個(gè)交錯(cuò)式升壓級(jí)來取代一個(gè)升壓級(jí)乃一種新方法。這樣一來,流經(jīng)每個(gè)電感和每個(gè)開關(guān)的電流便能夠減半。另外,采用交錯(cuò)式技術(shù),一級(jí)上的紋波電流 可抵償另一級(jí)的紋波電流,因而可在很寬工作輸入范圍上去除輸入紋波電流。如FAN9612交錯(cuò)式BCM PFC一類的控制完全能夠輕松滿足太陽能升壓級(jí)的要求。
逆變器中的升壓開關(guān)有兩個(gè)選擇:IGBT或 MOSFET。對(duì)于需要600V以上額定開關(guān)電壓的輸入級(jí),常常會(huì)采用1200V IGBT快速開關(guān),如FGL40N120AND。對(duì)于額定電壓只需600V/650V的輸入級(jí),則選用MOSFET。
輸出H-橋級(jí)的設(shè)計(jì)人員一直以來都采用600V/650V MOSFET,但因?yàn)樾碌牟莅敢?guī)范要求輸出級(jí)以四象限工作,于是在這一領(lǐng)域重新點(diǎn)燃了人們對(duì)IGBT的興趣。MOSFET雖然內(nèi)置有體二極管,但相比 IGBT中采用的組合封裝二極管,其開關(guān)性能很差。新型的場(chǎng)截止IGBT能夠以10V/ns的速度轉(zhuǎn)換電壓,較之以往的舊式產(chǎn)品導(dǎo)通損耗大大改善。這種集成式二極管具有出色的軟恢復(fù)性能,有助于降低500A/us以上的高di/dt造成的EMI。對(duì)于16kHz-25kHz開關(guān),建議采用IGBT,例如飛 兆半導(dǎo)體的 FGH60N60UFD。
太陽能逆變器的功率電感發(fā)展趨勢(shì):交錯(cuò)式BCM升壓+三電平逆變器