PDF《一种开关电感型准开关升压变换器》

第2期收稿日期:2018鄄03鄄27;

修回日期:2018鄄12鄄29 基金项目:广东省自然科学基金团队资助项目(2017B030312 001) Project Supported by the Team Program of Natural Science Fo鄄undation of Guangdong Province(2017B030312001) 随着能源危机日益严峻,可再生能源发展势在 必行.

光伏发电因为其资源丰富、分布广泛、清洁无 污染等特点被广泛采用[1鄄2] . 由于光伏电池板输出电 压通常较小,且受环境因素影响较大,导致了其输 出电压无法达到并网逆变要求的直流母线电压等 级[3] . 因此,在光伏发电系统当中,需要一个直流升 压环节以提升光伏电池板输出电压. 传统的 Boost 变换器是使用最为广泛的升压变 换器之一,然而其升压能力却极大地受到了系统稳 定性和寄生参数的制约. 为了达到直流变换环节高 效升压的目的,各类新型变换器被相继提出. 总体 来说,升压变换器大致可以分为两类,隔离型和非 隔离型变换器. 隔离型变换器主要是通过变压器来 调节变比升压. 变压器的引入使得电路可以实现很 高的输出电压增益,但变压器漏感会导致变换器出 现电压尖峰问题. 为了消除电压尖峰对开关器件的 影响,则需引入辅助电路,这将导致变换器成本和 体积的增加[4鄄5] . 而含耦合电感的非隔离变换器也存 在同样的问题,在实现升压功能的同时需要解决漏 感问题[6鄄7] . 为了更高效地实现功率变换,许多非隔 离型升压变换器也被相应提出. 文献[8]将有源开关 电容单元嵌入 Boost 变换器以提高电压增益,这类变 换器随着开关电容单元数量的增多, 开关管和二极 管的数量也急剧增加,这将导致变换器成本高、效率 低;

文献[9鄄10]中的开关电容单元则不含开关管,极大 简化了拓扑结构,提高了变换器效率;

相应地,无源 DOI:10.13234/j.issn.2095鄄2805.2019.2.63 中图分类号:TM46 文献标志码:A 一种开关电感型准开关升压变换器 金林,张波(华南理工大学电力学院,广州 510640) 摘要:提出了一种开关电感型有源阻抗变换器,并对该变换器工作原理和连续导通工作模式的边界条件进 行了探究;

对变换器的各元器件进行了电压电流应力计算和参数设计. 结果表明,该变换器具有电压增益高、电 感电流应力低、元器件总体数量少等特点. 利用状态空间平均法建立了变换器的小信号动态模型,证明了该变 换器的稳定性. 仿真和实验证明了该变换器的有效性. 关键词:DC/DC 变换器;

开关电感;

高电压增益;

准开关升压网络 Quasi鄄switched Boost Converter with Switched鄄inductor JIN Lin, ZHANG Bo (School of Electric Power, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) Abstract: A switched鄄inductor active impedance converter is proposed in this paper. The operating principle of this converter and the boundary condition in continuous conduction mode are studied. In addition, the calculation of voltage and current stresses and the parameter design for each component of the converter are performed. Results show that the novel converter has features such as high voltage gain, low inductor current stress, and less total number of components. A small鄄signal dynamic model of the converter is established using the state鄄space averaging method, proving its stability. Simulation and experimental results verified the effectiveness of the proposed converter. Keywords: DC/DC converter;