前言
光伏逆变器经过十多年的快速发展，功率从几千瓦到几百千瓦，电压也达到了1500V，甚至也在向2000V迈进，模块常用的还是IGBT技术。随着对功率、体积、效率的追求，SiC模块也已经开始商用，鉴于对成本、可靠性、市场接受程度等方面考虑，目前各大厂商还未将SiC模块方案商用。据了解目前已有许多厂商推出了应用于光伏的SiC模块，相信不久的将来SiC模块将成为光伏的主流方案。在1500V系统，前级升压多采用飞跨Boost方案，上游半导体厂商已经将电路做成模块，多数正在与各大逆变器厂商合作，开发基于SiC模块的光伏逆变器，当成本与IGBT持平时，可能IGBT占比就会逐渐减少。在相同体积条件下，SiC可以做更大的功率，系统电压进一步提升，逆变器的功率密度得以提升，综合考虑下来，SiC模块的优势还是很多的，目前还未大量使用的原因可能是，各大厂商在研发或小批量阶段或是在观望，毕竟技术成熟性、成本控制上不能吸引下游产业。但技术在不断进步，这些不足将一一被克服，更先进的光伏设备会面向广大客户。
本贴来源文献资料《基于光伏逆变器的飞跨Boost电路参数设计方法研究》
《ONsemi光伏逆变器系统解决方案》
目录
1 概述
2 飞跨BOOST三电平拓扑原理
3 仿真实验
4 参考文献
1 概述
光伏逆变器的种类可分为集中式、组串式、微型等，其应用场景不同，所选有的逆变器类型各不相同，其中组串式逆变器应用最多，随着器件的进步，逆变器的功率密度在不断提高，单价和体积将越做越小，成为了市场主流。随着对功率的追求，IGBT模块的优势不再明显，而SiC在当下的趋势下能提供更高的效率，SiC适用于更高的电压、简化拓扑、损耗更小。SiC高的开关速度、高电压适用于大功率场合，在减小体积、提高功率密度、提高效率具有更大的优势。提高母线电压，在相同电流条件下，输出功率更大。例如：母线电压由1100V提升至1500V，可以显著提高运行效率。ON解决方案1500V与1100V逆变器比较见表1。
组串式光伏逆变器前级BOOST常用的电路有三种，如图2所示。
注：表格和电路图来源ONsemi公开的解决方案。
在大功率组串式光伏逆变器应用中，前级飞跨BOOST升压电路应用最为广泛，第二节学习飞跨BOOST原理。
2 飞跨BOOST三电平拓扑原理
根据开关管的工作状态，可以将飞跨BOOST电路分为四种工作模态，如图3所示。
模态1：T1、T2管截止，电感电流线性减小，L能量传向负载，Cf能量不变；
模态2：T1、T2管导通，电感电流线性增加，L能量储存能量，Cf能量不变；
模态3：T1管截止、T2管导通，电感电流线性减小，L能量传向Cf传递，Cf能量增加；
模态4：T1管导通、T2管截止，电感电流线性减小，L、Cf能量传向负载，Cf能量减少。
反向载波的飞跨BOOST电路T1、T2管占空比交错180°导通，根据占空比大小，分析分为两种工作状态，即：当D＜0.5时，一个工作周期工作模态为：模态3→模态1→模态4→模态1；当D≥0.5时，一个工作周期工作模态为：模态3→模态2→模态4→模态2。
两个工作模式的对比见表2。
3 仿真实验
文中研究了飞跨BOOST电路的动态控制策略，分为两步，一是：通过输入电流指令和输入滤波电感的偏差进行增幅，获得T2脉宽；二是：半母线电压作为Cf的电压指令，与检测的偏差电压偏差进行增幅，获得T1、T2的脉宽差，同时也可获得T1脉宽。控制策略如图4。
文中根据图4控制策略，搭建了仿真模型，给出了输入1080V，输出1300V条件下，飞跨电容Cf纹波控制效果，如图5所示。
图5仿真结果可以看出，飞跨电容电压控制在655V附近，峰峰值约为16V。仿真结果证明了参数设计和控制策略的合理性。
该文研究了飞跨BOOST电路参数的设计和控制策略，并通过仿真验证了参数和控制策略的有效性，对想了解飞跨BOOST工作原理的初学者具有指导意义，便于快速地了解飞跨BOOST的工作原理和参数计算方法。
4 参考文献
[1] 基于光伏逆变器的飞跨Boost电路参数设计方法研究
往期笔记
文献笔记1---“一种适用于半桥LLC的调幅调频混合控制方法”
文献笔记2---一种应用于SR-DAB的DPS-VF控制方法
文献笔记5---基于无传感器的Mhz高压LLC变换器SR技术
文献笔记13---一种具有短路限制的GaN及驱动、保护的实现
文献笔记14---一种分段气隙的CLLC变换器平面变压器设计
文献笔记16---一种非对称EPS调制的单级双向AC-DC变换器
文献笔记17---SiC MOS并联电流不均的影响因素与抑制方法
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