一种新型降压谐振开关电容变换器
2021-10-11杨莉吴天强梁勇唐标
杨莉,吴天强,梁勇,唐标
(1.云南电网电力科学研究院,云南昆明650200;2.四川大学电气信息学院,四川成都610065;3.北京智芯微电子科技有限公司,北京102200)
随着经济的飞速发展,带来了以煤炭、石油、天然气等为代表的化石能源不能满足各国的能源消耗需求问题和其燃烧所造成的环境污染问题[1-2]。以可再生能源为主的分布式发电技术,因为其环保可再生的优点成为大力发展的新型发电技术。目前,分布式电源在电力系统中已经得到了广泛应用[3-11]。图1是分布式电源系统的结构框图。从图中可以看出分布式电源系统有3级,第1级将输入的交流电转换成48 V的直流母线电压,第2级运用降压变换器将48 V的直流母线电压转换成12 V的直流母线电压,第3级将12 V电压降到负载所需的电压等级。传统的Buck变换器受到极限占空比的影响,不能满足降压的需要。文献[12]提出的将二次型Buck电路和开关电容串并联单元相结合得到的二次型开关电容Buck变换器(SC-QBC)具有高降压特性,但是开关管的电压应力很高[13],需要高电压等级的开关管,增加了变换器成本,并且高压开关管的导通电阻高,会导致导通损耗增加;另一方面,由于变换器的开关是硬开关,将导致开关损耗增加,使开关管的工作频率提高受到限制,不利于变换器的小型化、轻量化[14]。

图1 分布式电源系统框图Fig.1 Block diagram of distributed power system
针对SC-QBC变换器存在的问题。文章提出了一种新型降压谐振开关电容变换器。在CCM模式下进行理论分析可知,开关管的电压应力变小,开关电容谐振放电,谐振回路上的开关管和二极管都实现了零电流关断(ZCS),降低了损耗,提高了开关频率。……
