【技术大神】你想知道关于双Boost的一切，都在这里

时间： 2019-09-03 来源：世强

技术问答

Boost升压电路大家都很熟悉了，笔者在这里要安利一个双Boost电路。笔者起初也只是想用Boost电路作为光伏并网设备的前级，起到MPPT的调节功能。后来是无意间选用了VINCOTECH的双Boost模块 V23990-P629-F73-PM。经过实验对比，积累了一些经验，在此与各位分享一下使用心得。

V23990-P629-F73-PM的产品优势
V23990-P629-F73-PM模块具有很高的灵活性。由于把大功率的Boost电路一分为二，它在得到Boost电路的升压、高效优势的基础上，通过选择双Boost电路的并联方式（直接并联、交错正向并联、交错反向并联）和占空比的大小，可以取得理想的双Boost电路纹波和磁性元件体积。笔者采用的V23990-P629-F73-PM是交错正向并联双Boost变换器。

此外，V23990-P629-F73-PM模块具有可使器件应力减半、产品性能提升的优点。由于在10kW的光伏逆变器设计中输入电压较低（为200V），输入电流较大（理论值可达50A），应用V23990-P629-F73-PM可以有效分流，使得BOOST变换器的功率开关器件电流应力减半。同时由于倍频，电路纹波减小，很大程度上减小了Boost变换器的直流电感的体积和感值。

V23990-P629-F73-PM的设计优势
笔者设计的光伏发电系统是功率较高的10kW发电系统。由于功率等级较高，磁性元件的体积较大，功率密度很难达标。同时，磁性元件的体积还与开关频率和直流输出纹波指标有关。要想获得较高的功率密度、较小的电感，需要在满足低纹波指标的同时，提高开关频率、减小电感功率。

双Boost模块V23990-P629-F73-PM可达到较高的开关频率，笔者选用的是18kHz。而且V23990-P629-F73-PM可以将单个电感处理的功率减半，输出纹波也由于倍频的原因变得更低。因此，使用V23990-P629-F73-PM可以使10kW系统取得较高的功率密度和较小的电感。

图1：Boost电路原理图（左）及V23990-P629-F73-PM模块原理图（右）

V23990-P629-F73-PM的使用建议
1）双Boost电路的并联方式如何选择
笔者经过对V23990-P629-F73-PM双Boost电路进行原理分析与仿真，得到下图2所示的仿真波形。图2所示分别为直接并联、交错反向并联、交错正向并联的仿真波形图，其中独立电感值为L1=L2=2.2mH。耦合电感值为L1=L2=2.2mH, M=1.8mH。

仿真结果表明：对于双Boost变换器来说，在其他条件相同时，输入电流的纹波大小为交错正向并联最小，直接并联次之，交错反向并联最大。

仿真采用的电感值即为实际选取的电感值，选择电感大小时应综合考虑纹波指标、THD指标、双Boost模块的寄生参数和PI值设计等等。笔者给出的电感值适用于采用V23990-P629-F73-PM模块的交错正向并联的5kW~10 kW双Boost变换器。配合高效的逆变模块，在该参数下，可达到输入电流纹波小于5%、THD小于3%的指标。

如图2所示，仿真中均选用大于0.5的占空比，一方面是由于占空比小于0.5时，双Boost电路为直接并联工作模态；另一方面，由于笔者设计的电路最低启动电压为200V，占空比小于0.5时不能满足升压需求。除了纹波，还应综合考虑并网波形的THD。

（a）直接并联

（b）交错反向并联

（c）交错正向并联

图2：双Boost电路仿真波形：（a）直接并联；（b）交错反向并联；（c）交错正向并联

V23990-P629-F73-PM的稳定性
我们都知道Boost电路PI参数选择不适当时，会引起电路不稳定。对此，笔者对V23990-P629-F73-PM双Boost电路进行了稳定性分析。通过仿真建模，绘制了双Boost电路的bode图和根轨迹，仿真结果如下图3所示。图中可以看出，双Boost电路可以取得足够的幅值裕度和相角裕度。

关于二次穿越问题，可以适当调整PI值，避免二次穿越。实际试验中，双Boost电路稳定性较好，PI调节范围较宽。

图3：双Boost电路的根轨迹和伯德图

以上是笔者使用V23990-P629-F73-PM模块的经验总结，希望可以使大家更了解V23990-P629-F73-PM的特点，为大家使用时提供参考。

作者：苗雨

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plhust Lv7. 资深专家 2020-08-05

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幸运星 Lv7. 资深专家 2019-01-21

双Boost
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型号- 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

选型指南 - VINCOTECH - 2020/2021 PDF 英文下载

30KW光伏逆变器需要一款最大功率点跟踪太阳能控制器(MPPT)的IGBT模块，请问是否有合适的产品推荐？

对于30KW的光伏逆变器最大功率点跟踪太阳能控制器(MPPT)，可以考虑两路，IGBT模块V23990-P629-F73-PM是40A的产品，可考虑用两个该模块作为两路MPPT。

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【经验】Vincotech的IGBT模块P915L33，匹配25KW的高频UPS的双BOOST设计

25KW的三相PFC采用P915L33做设计，因三相PFC都为双BOOST电路，故单机需采用Vincotech IGBT功率模块10-FZ06NBA050SA-P915L33模块是3PCS，每相的工作原理均是一样的。

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Vincotech（威科）功率模块V23990-P629-L4*-PM 数据手册

型号- V23990-P629-F629-PM,V23990-P629-L57-PM,V23990-P629-L49Y-PM,V23990-P629-L99-PM,V23990-P629-F63-PM,V23990-P629-L59-PM,V23990-P629-F44-PM,V23990-P629-F629Y-PM,V23990-P629-F46-PM,V23990-P629-L43Y,V23990-P629-L48Y-PM,P629L49Y,V23990-P629-F72-PM,V23990-P629-F48-PM,V23990-P629-L48-PM,V23990-P629-L63-PM,V23990-P629,V23990-P629-F628Y-PM,V23990-P629-L81-PM,V23990-P629-F56-PM,V23990-P729-F49-PM,V23990-P629-L63Y-PM,V23990-P629-L98-PM,FASTPACK 0 H,V23990-P629-L99Y-PM,V23990-P629-F62-PM,V23990-P629-L94-PM,P629L48,V23990-P629-L43-PM,P629L48Y,V23990-P629-F73-PM,V23990-P629-F89-PM,P629L49,V23990-P629-L94Y-PM,V23990-P629-L49-PM,V23990-P629-F54-PM,V23990-P629-L83-PM

数据手册 - VINCOTECH - Revision 3 - 2015年09月11日 PDF 英文下载

【技术大神】SiC功率器件的应用实例：替换Si好处立竿见影

通过将Si替换成SiC半导体器件，使采用Si功率半导体器件无法实现的高效率及小型化成为可能。本文通过笔者采用vincotech公司的两款Boost模块V23990-P629-F63-PM和V23990-P629-F73-PM的应用实例直观地体现SiC器件的优势。

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建议可以采用Vincotech的IGBT模块V23990-P629-F73-PM，内部集成两路对称式IGBT单管和续流二极管，耐压参数是1200V,可以用在DC-DC电路中的升压部分;另外对应的驱动芯片推荐Siilicon Labs的SI8261,4A的峰值驱动电流；具体资料可以在世强平台搜索查看；

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Vincotech（威科）功率模块V23990-P629-F73-PM数据手册

型号- V23990-P629-F73-PM,P629-F73-PM,FASTPACK 0 H,V23990-P629

数据手册 - VINCOTECH - Revision: 1 - 2014年08月01日 PDF 英文下载

【方案】高效率12kW组串式光伏逆变器优选元器件方案

描述- 本方案通过采用Vincotech的升压和逆变功率模块、Silicon Labs的电容隔离驱动器件及相关的产品，相比于分立器件方案，集成度高且寄生参数小，模块效率更高，同时能够提高系统稳定性和可靠性。

型号- EFR32MG13,SMBJ,SMAJ,LXS,C2M1000170D,SMDJ,MLX91210KDC,SMCJ,R5F562TAADFP,WDU,SI8235BD-D-ISR,TGARD500,EFR32FG,SMF,SLM152,SC92,SI86XX,V23990-P629-F73-PM,TGARD3000,10-FZ12NMA040SH-M267F,TGARD K52-2

优选器件方案 - NIPPON CHEMI-CON,RENESAS,MEIG,VINCOTECH,WOLFSPEED,WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,ROGERS,SILICON LABS,MELEXIS PDF 中文下载

【应用】升压功率模块V23990-P629-F73-PM在98.7%高效率12kW组串式光伏逆变器中的应用

Vincotech公司的升压模块V23990-P629-F73-PM，集成双路BOOST及超快恢复硅续流二极管，最大功率跟踪（MPPT）损耗更低，相比分离方案至少有1%以上的效率提升，逆变器整机转换效率更高。

应用方案发布时间 : 2018-12-28

【产品】开关频率100kHz的H桥功率模块，助力高速开关电源

fastPACK 0 H系列650V系列采用英飞凌IGBT H5技术，成本、性能均兼顾。

新产品发布时间 : 2017-04-17

功率模块V23990-P629-L43-PM能否替代V23990-P629-F73-PM？

这两个功率模块物料都是flowBOOST 0系列，其中模块V23990-P629-F73-PM的特点为：电压1200V，电流2*40A，带有2*50A的超快Si二极管以及反向保护二极管；模块V23990-P629-L43-PM的特点为：电压1200V，电流2*50A，带有SiC二极管和反向保护二极管，其速度更快、损耗更小。如果不考虑SiC的价格问题，V23990-P629-L43-PM可以替代V23990-P629-F73-PM。如果仍需Si二极管，则推荐V23990-P629-L59-PM，其电压1200V，电流2*40A。

技术问答发布时间 : 2017-05-05