林思圻，林国庆

(福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350108)

1 引言

随着人类社会的发展，伴随而来的能源危机和环境污染问题也在加剧。因此，对于光伏、燃料电池等新能源的开发和利用近年来得到不断重视[1-3]。但光伏、燃料电池等新能源的输出电压较低一般为18V～56V，需要通过高增益直流变换器将较低的直流电升高至380V或400V的常见母线电压[4-5]。

隔离型高增益变换器可以通过调节匝比灵活改变电压增益，但过高的匝比会影响电路的线性度，并降低变换器的效率和功率密度。传统Boost变换器作为非隔离型变换器中最基本的拓扑，在实现较高电压增益时，开关管会出现极限占空比的情况，导致电感电流纹波过大，输出二极管出现严重的反向恢复电流尖峰，变换器效率和可靠性也会降低，因此，一般运用于电压增益小于6的场合[6-7]。

本文提出了一种交错式高增益直流变换器。该变换器采用交错并联Boost结构与二极管电容网络相结合，实现了高电压增益、低开关器件电压应力和低输入电流纹波。

2 电路与工作原理

2.1 电路结构

本文提出的交错式高增益直流变换器如图1所示，由输入电源Vin，电感L1、L2，中间电容C1～C4，二极管VD1～VD5，输出电容Co以及负载R组成。

图1 所提高增益变换器拓扑

2.2 工作原理

为简化分析，作出如下假设：(1)电路工作于CCM 模式；(2)忽略线路与器件寄生参数的影响；(3)电容C1～C4以及Co足够大，稳态电压值不变。

变换器主要工作波形如图2所示，开关管S1、S2的占空比分别为D1、D2，满足D1与D2互相交叠且D1+D2>1，在一个开关周期内，变换器有四种工作模态，各模态等效电路如图3 所示。