ZHCU458I march 2018 – july 2023
由于滤波器是影响光伏逆变器尺寸和重量的主要因素之一,因此请确保各个元件的尺寸正确。如节 2.3.1.2所示,SiC MOSFET 引起的系统开关速度的增加已经使得逆变器电感值比正常值小得多。
在方程式 49 中,开关频率位于分母中。在其他条件相同的情况下,开关频率的增加会形成反比关系。查看针对给定电感器电感的简化公式可以知道,电感与电感器横截面积乘以匝数之间存在正相关关系。两者都对元件的大小有直接影响。
其中
方程式 13 中变量求解的第一步是确定有效的磁芯材料和相应磁导率。磁芯制造商通常有一系列合适的材料以及基于设计电感和电感器电流的选择标准。对于本设计,标称电感器电流(过载系数为 105%)定义为:
根据环形电感器磁芯制造商的选择指南,电感为 347µH 时,磁芯磁导率为 26µH。磁芯还提供电感系数 AL 的值,从而能够快速选择匝数。
电感器设计所需的最后一项信息是绕组线尺寸。根据标称电感器电流额定值可轻松计算出该尺寸。采用载流密度为 4A/mm 的铜,该电感器需要的横截面积为:
该面积相当于横截面积为 3.309mm2 的美国线规 #12。这种轻微的降额是可接受的,因为与静态直流偏置电流相比,开关电流允许使用更小的线规值。对于该电感器,采用了扁平绕组来增加冷却表面积并减少潜在的趋肤深度效应。
根据磁芯的整体设计,使用扁平的 12 AWG 绕组,可确定每个绕组的总长度为 64.87mm。此时,可根据 Pouillet 定律计算出电感器的直流电阻:
若要确定交流电阻,首先计算逆变器开关频率下的趋肤深度:
然后,RAC 由 RDC、Sd 和 Ss 确定,这是等效的方形导体宽度。
这样确定 RAC 有助于确定总系统损耗。