高增益雙管升壓變換器研究.pdf

1、出于可靠性和安全性的考慮，將單個(gè)光伏電池、燃料電池模塊并入電網(wǎng)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。然而單個(gè)光伏電池、燃料電池模塊的輸出電壓較低，為了將這些電源并入電網(wǎng)，或者用作不間斷電源，需要大幅度提升直流電壓等級(jí)以滿足后級(jí)逆變的需要，高增益、高效率直流功率變換技術(shù)已經(jīng)成為這些應(yīng)用場(chǎng)合的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　非隔離型高增益直流變換器略去了DC/AC/DC多級(jí)功率變換，在效率上更有優(yōu)勢(shì)，此類變換器通常是基于傳統(tǒng)Boost變換器衍生而出的。與Boos

2、t變換器相比，雙管升壓變換器在獲得更高增益的同時(shí)能有效的降低開關(guān)管的電壓/電流應(yīng)力，基于雙管升壓結(jié)構(gòu)衍生出的變換器由于繼承了其低應(yīng)力的特性而將獲得更高的變換效率，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　論文首先介紹了理想情況下雙管升壓變換器的工作原理，隨后討論了變換器在實(shí)際應(yīng)用中，由于電路參數(shù)不一致而出現(xiàn)的功率開關(guān)管不均壓的問題，并提出了一種無源箝位電路實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的均壓以降低其電壓應(yīng)力，提高變換器效率。分析了帶有無源箝位電路的雙管升壓變換器的

3、各項(xiàng)性能，對(duì)比傳統(tǒng)Boost變換器具體說明其優(yōu)勢(shì)。
　　其次，結(jié)合開關(guān)電感、開關(guān)電容等升壓?jiǎn)卧岢龆嚅_關(guān)單元雙管升壓變換器結(jié)構(gòu)，得到了一系列多開關(guān)電感/開關(guān)電容組合雙管升壓變換器，并進(jìn)一步在開關(guān)電感雙管升壓變換器的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了抽頭電感雙管升壓變換器，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提升了變換器的電壓增益。給出了各變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理及性能分析，對(duì)比傳統(tǒng)高增益變換器說明其優(yōu)勢(shì)，并分別制作了原理樣機(jī)，進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　隨后，基于

4、耦合電感升壓方式，提出了三繞組耦合電感雙管升壓變換器方案，在無源箝位拓?fù)涞幕A(chǔ)上采用有源箝位軟開關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了功率開關(guān)管的零電壓開關(guān)，減小了開關(guān)損耗，分析了各個(gè)變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理以及變換器的各項(xiàng)參數(shù)性能，并分別制作了無源箝位、有源鉗位變換器原理樣機(jī)，進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與對(duì)比分析。
　　最后，論文提出了輸出側(cè)單電容/多電容兩大類耦合電感高增益變換器之間互相轉(zhuǎn)化以及單類三繞組耦合電感變換器拓?fù)渥陨硌堇[的方法，并列舉了各個(gè)電路的工作