什么是双Boost升压电路?

什么是双Boost升压电路?

Boost升压电路大家都很熟悉了,小编在这里要安利一个双Boost电路。小编起初也只是想用Boost电路作为光伏并网设备的前级,起到MPPT的调节功能。后来是无意间选用了双Boost模块V23990-P629-F73-PM。经过实验对比,积累了一些经验,在此与各位分享一下使用心得。

V23990-P629-F73-PM的产品优势 V23990-P629-F73-PM模块具有很高的灵活性。由于把大功率的Boost电路一分为二,它在得到Boost电路的升压、高效优势的基础上,通过选择双Boost电路的并联方式(直接并联、交错正向并联、交错反向并联)和占空比的大小,可以取得理想的双Boost电路纹波和磁性元件体积。小编采用的V23990-P629-F73-PM是交错正向并联双Boost变换器。 此外,V23990-P629-F73-PM模块具有可使器件应力减半、产品性能提升的优点。由于在10kW的光伏逆变器设计中输入电压较低(为200V),输入电流较大(理论值可达50A),应用V23990-P629-F73-PM可以有效分流,使得BOOST变换器的功率开关器件电流应力减半。同时由于倍频,电路纹波减小,很大程度上减小了Boost变换器的直流电感的体积和感值。

V23990-P629-F73-PM的设计优势 小编设计的光伏发电系统是功率较高的10kW发电系统。由于功率等级较高,磁性元件的体积较大,功率密度很难达标。同时,磁性元件的体积还与开关频率和直流输出纹波指标有关。要想获得较高的功率密度、较小的电感,需要在满足低纹波指标的同时,提高开关频率、减小电感功率。 双Boost模块V23990-P629-F73-PM可达到较高的开关频率,小编选用的是18kHz。而且V23990-P629-F73-PM可以将单个电感处理的功率减半,输出纹波也由于倍频的原因变得更低。因此,使用V23990-P629-F73-PM可以使10kW系统取得较高的功率密度和较小的电感。

图1:Boost电路原理图(左)及V23990-P629-F73-PM模块原理图(右)

V23990-P629-F73-PM的使用建议 1)双Boost电路的并联方式如何选择 小编经过对V23990-P629-F73-PM双Boost电路进行原理分析与仿真,得到下图2所示的仿真波形。图2所示分别为直接并联、交错反向并联、交错正向并联的仿真波形图,其中独立电感值为L1=L2=2.2mH。耦合电感值为L1=L2=2.2mH, M=1.8mH。 仿真结果表明:对于双Boost变换器来说,在其他条件相同时,输入电流的纹波大小为交错正向并联最小,直接并联次之,交错反向并联最大。 仿真采用的电感值即为实际选取的电感值,选择电感大小时应综合考虑纹波指标、THD指标、双Boost模块的寄生参数和PI值设计等等。小编给出的电感值适用于采用V23990-P629-F73-PM模块的交错正向并联的5kW~10 kW双Boost变换器。配合高效的逆变模块,在该参数下,可达到输入电流纹波小于5%、THD小于3%的指标。 如图2所示,仿真中均选用大于0.5的占空比,一方面是由于占空比小于0.5时,双Boost电路为直接并联工作模态;另一方面,由于小编设计的电路最低启动电压为200V,占空比小于0.5时不能满足升压需求。除了纹波,还应综合考虑并网波形的THD。

(a)直接并联

(b)交错反向并联

(c)交错正向并联 V23990-P629-F73-PM的稳定性 我们都知道Boost电路PI参数选择不适当时,会引起电路不稳定。对此,小编对V23990-P629-F73-PM双Boost电路进行了稳定性分析。通过仿真建模,绘制了双Boost电路的bode图和根轨迹,仿真结果如下图3所示。图中可以看出,双Boost电路可以取得足够的幅值裕度和相角裕度。 关于二次穿越问题,可以适当调整PI值,避免二次穿越。实际试验中,双Boost电路稳定性较好,PI调节范围较宽。

双Boost电路的根轨迹和伯德图

以上是小编使用V23990-P629-F73-PM模块的经验总结,希望可以使大家更了解V23990-P629-F73-PM的特点,为大家使用时提供参考。

发布于 2019-01-09 13:28