有很多方法能够提高升压逆变器的效率。由于升压逆变器可在连续传导模式或边界传导模式(CCM 或 BCM)下工作,这就衍生出不同的优化方案。在CCM模式中,损耗的一大主因是升压二极管的反向恢复电流;在这种情况下,一般使用碳化硅二极管或飞兆半导体的Stealth 二极管来解决。太阳能逆变器更常采用的是BCM模式,而尽管对这类功率级通常建议选择CCM模式,但采用BCM模式的原因在于BCM模式中二极一体电感器企业管的正向电 压要低得多。而且,BCM模式也具有高得多的EMI滤波器和升压功率电感纹波电流。这时,良好的高频电感设计是一解决方案。
采用两个交错式升压级来取代一个升压级乃一种新方法。这样一来,流经每个电感和每个开关的电流便能够减半。另外,采用交错式技术,一级上的纹波电流 可抵偿另一级的纹波电流,因而可在很宽工作输入范围上去除输入纹波电流。如FAN9612交错式BCM PFC一类的控制完全能够轻松满足太阳能升压级的要求。
逆变器中的升压开关有两个选择:IGBT或 MOSFET。对于需要600V以上额定开关电压的输入级,常常会采用1200V IGBT快速开关,如FGL40N120AND。对于额定电压只需600V/650V的输入级,则选用MOSFET。
输出H-桥级的设计人员一直以来都采用600V/650V MOSFET,但因为新的草案规范要求输出级以四象限工作,于是在这一领域重新点燃了人们对IGBT的兴趣。MOSFET虽然内置有体二极管,但相比 IGBT中采用的组合封装二极管,其开关性能很差。新型的场截止IGBT能够以10V/ns的速度转换电压,较之以往的旧式产品导通损耗大大改善。这种集成式二极管具有出色的软恢复性能,有助于降低500A/us以上的高di/dt造成的EMI。对于16kHz-25kHz开关,建议采用IGBT,例如飞 兆半导体的 FGH60N60UFD。
太阳能逆变器的功率电感发展趋势:交错式BCM升压+三电平逆变器