开关频率500khz软开关sic单相逆变器

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1、第50卷第9期电力电子技术Vo1．50，No．92016年9月PowerElectronicsSeptember2016开关频率500kHz的软开关SiC单相逆变器李雅文，何宁，陈烨楠，徐德鸿(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：高频化是提升并网逆变器功率密度的有效途径。SiCMOSFET适用于高频化的应用场合，同时采用软开关技术可维持高转换效率。设计了一台500kHz零电压开关(ZVS)SiC单相并网逆变器。重点介绍了谐振参数的选取、谐振电感与滤波电感的设计。并在1．5kW实验模型上进行了验证。实验证明在开关频率为500kHz时．依靠SiCMOSFET自身的结电容可完成谐振，实现ZV

2、S开通。500kHz下的滤波电感比100kHz下的滤波电感体积减小约4／5。满载效率为97．9％。关键词：逆变器；软开关；效率中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)09—0007—03Studyof500kHzZVSFuu-bridgeInverterBasedonSiCMOSFETUYa-wen，HENing，CHENYe—nan，XUDe—hong(ZhejiangUnwenity，Hangzhou310027，China)Abstract：High-frequencyisanefectivewaytoincreasepowerdensityof

3、grid-tiedinvertem．SiCMOSFETisappropri-atetobeutilizedinhishfrequencyapplications，meanwhiletheuseofsoft-switchingtechniquecankeepahighcon-versioneficiency．A500kHzzerovoltageswitch(ZVS)SiCfull-bridgeinverterisdesigned．Theselectionofresonantparameters，thedesignofresonantinductorandfilterinductorsare

4、focusedon，andtheverificationbyexperimentsiscarriedoutovera1．5kWplatform．It’Sprovedthatat500kHz，theresonanceprocesscanbearousedandZVScon-ditioncanberealizedjustbyutilizingjunctioncapacitorofSiCMOSFETitself．Thevolumeof500kHzfilterisabout4／5smallerthanthatof100kHz．meanwhiletheeficiencyunderfullloadi

5、s97．9％．Keywords：inverter；soft-switching；eficiencyFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51277163，51337009)l引言SiC硬开关效率同为98．5％．但滤波器感量为后者的22％，体积为后者的77％。高频化和小型化是并网逆变器的发展趋势。这里对500kHzSiCMOSFETZVS单相逆变SiCMOSFET具有良好的开关特性。适用于高频化器进行研究．设计了合适的谐振参数、谐振电感和的应用场合。在输出功率为8kW时。40kHzSi

6、C滤波电感。在搭建的1．5kW平台上进行了实验。MOSFET逆变器比SiIGBT逆变器的滤波电感感值减小50％，体积减小25％，成本降低30o~[1l。2ZVS单相逆变器但SiCMOSFET以硬开关状态直接工作在高图1示出ZVS单相逆变器的拓扑。包括全桥开关频率(可达数百千赫兹【：】)时，开关损耗随开结构与辅助支路。其中辅助支路由谐振电感辅关频率的提高而正比增加【。引入软开关技术可助开关管V及其谐振电容、箝位电容组成。减小开关损耗，提高变换效率【1。并联在V两端，而主开关管V。～V的谐振电容基于SiCMOSFET的优良开关特性．将SiCcr～并联在对应主管两端。MOSFET和ZVS技术应

7、用于并网逆变器。在维持高转换效率的同时可进一步将工作频率推向更高，提高功率密度。文献[5】中，在满载1．6kW下开cl关频率100kHzSiC软开关逆变器效率与20kHz图1ZVS单相逆变器拓扑基金项目：国家自然科学基金(51277163，51337009)Fig．1TopologyofZVSsingle—phaseinverter定稿日期：2016—02—23作者简介：李雅文(1991一)，女，湖北成宁人，硕士研究生，所研究的ZV