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非隔离型高增益DC/DC变换器综述*

2017-12-21陈显东曹太强林玉婷

电测与仪表 2017年13期

陈显东,曹太强,林玉婷

(西华大学 电气与电子信息学院,成都610039)

0 引 言

在新能源系统中,由于燃料电池、太阳能光伏发电、蓄电池等输出直流电压较低,如何将较低直流电压升压为逆变器前段需要的直流电压760 V直流电压和全桥逆变器并网输入的380 V直流电压,这就是本文综述的高增益DC-DC变换器[1-4]。

隔离型升压变换器相比于非隔离型升压变换器相比自身带有变压器,可以通过调节匝数比来实现高增益。但在功率较大场合中变压器匝数过大会导致设计困难且漏感较大,无法降低二极管电压应力,导致损耗高,从而影响变换器性能。因此非隔离型高增益变换器具有很高研究价值。

传统Boost升压变换器在使用的过程通常存在以下问题:(1)开关管及二极管的电压应力较大;(2)开关损耗、二极管反向恢复损耗大,导致变换效率低;(3)dv/dt大,导致 EMI(Electromagnetic Interference)严重;(4)抗输入电压扰动能力及动态性能差。

由于传统boost变换器存在的缺点,变换器在实际应用中会受到限制,其输出电压一般只达到输入电压的4~6倍。为了使高增益变换器更好的工程上得到应用,近年来提出了众多不同的新型高增益拓扑电路,都有着各自的优缺点。现有的多种非隔离型高增益直直变换器按照其构成的原理不同大致可以分为基于二端口网络级联型升压变换器[5-11]、三电平高增益变换器[12-18]、带开关电容高增益变换器[19-27]、基于三端口交错并联型高增益变换器[28-36]、以及耦合电感型高增益变换器[37-45]。

文章在通过阅读国内外相关文献,对非隔离型高增益变换器的拓扑结构进行了综述,并根据原理的不同进行了分类,简要阐述了电路的工作原理,对比分析了不同拓扑结构的优缺点。……

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