一种混合开关电感和开关电容的高增益DC/DC变换器
2020-08-14刘明杰陈艳峰丘东元
电源学报 2020年4期
刘明杰,陈艳峰,张 波,丘东元
(华南理工大学电力学院,广州 510641)
在直流分布式电源系统中,由于风能、光伏电池等新能源的输出电压较低且不稳定,为了满足直流母线所需电压水平,通常需要在直流分布式电源与传统逆变器之间增加至少一级高增益DC/DC升压变换器[1-2]。在非隔离式DC/DC变换器拓扑结构中,传统Boost变换器是最常用的升压拓扑之一。理论上讲,当占空比接近1时,Boost变换器的输出电压将远高于输入电压,但由于受元器件的寄生参数以及变换器本身的非线性特性的影响,占空比的工作范围受到限制。因此,在实际应用中,传统升压变换器的输出电压增益有限,往往不能满足高升压的需求[3-4]。为此,各种新型高增益变换器拓扑相继被提出[5-8]。文献[5]中采用交错并联技术降低了电压和电流应力并获得高输出电压增益;文献[6]提出带有电压倍增器单元的高升压DC/DC变换器;文献[7]提出的非隔离高增益DC/DC变换器采用开关电感单元取代传统变换器的电感;文献[8]将开关电容技术应用于DC/DC变换器中实现高增益。上述拓扑虽然有效提高了DC/DC变换器的输出电压增益,但存在着结构对复杂、且输出电压增益仍然不够高等不足,难以满足某些实际应用的需求。2002年,文献[9]提出由2个电感和2个电容组成的Z源网络。应用Z源网络的变换器可以实现以较低的占空比获得较高的电压增益,且其拓扑结构相对简化。但这类变换器通常存在输入端和输出端不共地、输入电流不连续以及启动时存在大浪涌电流等缺陷,为此,文献[10-11]提出了准Z源网络,该网络在具备传统Z源网络优点的同时,有效解决了传统Z源网络的上述缺陷。……
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