一种高电压增益低开关应力的DC-DC变换器∗
2021-07-16房绪鹏阚兴宸
电子器件 2021年3期
关键词:实验
房绪鹏,阚兴宸,王 旭,鲁 莹
(山东科技大学,山东 青岛 266590)
DC-DC 变换器在光伏系统的电网集成中是必不可少的,通常是需要将其产生的低压电能提升至可供电网使用的高压电能,所以很多学者做了许多尝试来解决与传统的高增益变换器相关的问题。Z源变换器最早由彭方正提出[1],之后他又提出了准Z 源等改进结构[2-3]。但这两种电路拓扑存在一些缺陷。近年来,Y 源阻抗网络概念被相继提出[4],并对其不断进行改进[5-7]。该拓扑是由3 个紧密耦合的电感器组成,其电压增益远高于Z 源变换器,但Y源变换器也仍存在着输入电流不连续、启动冲击电流大等缺点,因此有学者提出改进型Y 源变换器(IY)[8],通过对其不断深入的研究[9-11],有效地解决了该类问题。另一方面,当需要高电压增益时,IY源变换器可调占空比范围很小,导致控制的灵活性降低。虽然其具有很高的电压增益,但是其功率开关上的电压应力也相应升高,导致效率降低。文献[12]提出一种低开关应力的DC-DC 变换器,但是该变换器升压能力有限。
本文提出了一种改进的高增益低开关应力Y源DC-DC 变换器,它是在改进型Y 源拓扑中加入开关电感并通过将功率开关移到输入侧来实现的,改进型开关电感Y 源变换器(ISLY)不但保留了改进型Y 源变换器输入电流连续这一优点,而且增大了占空比的调节范围,同时降低了开关的电压应力。
1 电路结构及工作原理分析
图1 所示为所提出的改进型开关电感Y 源DCDC 变换器主电路,该电路主要由3 个以Y 形连接的紧密耦合电感N1,N2,N3,5 个电容C1-5,2 个电感L1,L2,3个二极管D1-3,一个开关S 组成。……
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