参数计算与器件选择.docVIP

清单列表： Boost电路参数 L1: 6mH V0: IGBT 型号：1MBH60-100 耐压：1000V 额定电流：60A fs: 10KHz VDB: 型号：DSEI60-10A 耐压：1000V 额定电流：60A C1: 两个1mF/200V C2: 一个1mF/450V 逆变电路参数 L0： 10mH 逆变桥（V1~V4）：三菱智能功率模块（IPM）型号：6MBP20RH060 耐压：600V 耐流：20A 控制电路参数 控制芯片：TI公司 型号：TMS320F240 DSP 驱动电路参数 驱动芯片：富士公司 型号：EXB841驱动芯片 电网电压采样电路和过零检测电路参数 电压传感器：霍尔电压传感器 型号：CHV-25P 电流互感器：型号：CHB-20P 参数计算过程： Boost电路主要参数设计 1、电感的设计 对一般的变换器来说，由于电感和电容寄生电阻的影响，随负载电流增加，输出电压会下降，输出电压对占空比D的敏感程度下降，控制特性变差。为了使输出电压稳定，控制电路总是尽量增大占空比，使电压增益变大来维持输出电压恒定。因此，在设计中选择滤波元件总是选取尽量小的寄生电阻的元件，且实际应用中，使占空比调节在D0.88以内。 由分析可知，Boost电路应工作在连续导电模式下，稳态时电感上的电压在一个周期内对时间的积分为零（伏秒平衡），即 (2.1) 其中：是太阳能的输出电压，是直流母线的电压，也即Boost电路的输出电压，是开关管的开关周期，D是Boost电路开关管的占空比是开关管的导通时间，是开关管的截止时间。 由式（2.1）整理得： (2.2) 本系统中，太阳能电池板的输入电压范围是100V~170V，直流母线电压，由2.2可得 所以本系统中Boost电路占空比D是0.575~0.75. 系统按照输入电流在满足最小输出功率为20%情况下连续的要求来设计电感值，电感值的大小由下式计算： (2.3) 开关管工作频率的选择：工作频率过高，则输出波形谐波含量少，有利于滤波，但工作频率过高则开关管的损耗和发热会增加。本系统选取开关管的工作频率为=10KHz,由电感值表达式函数关系，当D=0.575时，有： 因此取。 2、开关管的设计 MOSFET虽然有开关速度快和导通电压低的优点，但是不太适用于功率较大的场合。因此，选取IGBT作为Boost电路的开关管，它具有输入阻抗高、高速开关、低导通电压、耐高压和大电流的优点，符合本论文的硬件参数设计要求。 在IGBT的选择中，需要注意其最大集射级间电压、最大集电极电流和最大集电极功率 3个参数。如果在开关过程中，IGBT集电极和发射极之间的电压超过允许的耐压值，将会损坏开关管；在IGBT工作过程中，集电极峰值电流必须处在开关安全工作区以内，否则可能会超过最大允许功率造成开关管损坏。此外，由于IGBT工作再高频的开关状态，产生的大量开关损耗将会使器件发热严重，因此还必须综合考虑开关管的散热。在电路中IGBT管承受的最大电压为400V，电流为2A，选取一定的电压、电流，裕量因此选取用富士的IGBT，型号为1MBH60-100，主要参数为：耐压：1000 V，额定电流：60A。 3、二极管的设计 升压斩波电路中的二极管应具有较低的通态压降和快反恢复特性，在电路中承受最大的350V电压和最大的电流2.8A，采用DSEI60-10A，主要参数为：耐压：1000V，额定电流：60A。 4、输入电容的设计 假设电网电压和电网的电流只含有基波分量并且同相，则注入到电网的瞬时功率为：，其中是注入电网的平均功率，是电网角频率，是时间。 因此，中间直流侧电压有100Hz的低频脉动，而且光伏阵列的输出电流是在直流之上叠加了一个高频分量，同时为了防止一些额外的因素引起的波动会对逆变器造成影响。因此有必要设置输入电容，光伏阵列与逆变器之间的导线上的分布电感和输入电容组成了一个低通滤波，使各部分产生的干扰尽量不影响其余部分。输入电容的存在使光伏并网系统对太阳能电池的输出电压和输出电流的采样也会更加精确。 输入电容采用2个1mF/200V的电容并联组成。 逆变电路主要参数设计 1、滤波电感的设计 在全桥逆变器中，输出滤波电感是一个关键性的元件，并网系统要求在逆变器的输出侧实现功率因数为1，波形为正弦波，输出电流与网压电压同频同相。因而，电感值的选取直接影响电路的工作性能。对于电感值的选取，可以从以下两个方面来考虑： ①电流的纹波系数 输出滤波电感的值直接影响着输出纹波电流的大小。由电感的基本伏安关系 可得： （2