多电平高压级联Boost直流变换器研究.pdf

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1、电气传动2016年第46卷第4期ELECTRICDRIVE2016Vo1．46No．4多电平高压级联Boost直流变换器研究刘闯，李航，孙洲同，蔡国伟(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．哈尔滨供电局。黑龙江哈尔滨150001)摘要：提出一种基于三电平结构的多电平级联Boost直流变换器，采用模块化及相应载波移相调制技术，使该变换器可以灵活用于高频隔离型高压直流变换器前端及高频隔离型高压PFC中间级。基本的三电平模块是由P—cell，N—cell单元构造而成，并且能够提供2个

2、相同输出电压同时获得1倍于开关频率的等效频率。首先详细分析了多电平级联BoostDC～DC变换器在载波移相调制下的电路工作原理及电感电流与电容电压波纹特性，并讨论出不同占空比下的输入输出电压关系以及电感电流的趋势。最后，搭建功率5-3kW的实验装置来验证多电平级联Boost变换器的工作特性。关键词：多电平级联Boost变换器；高压直流变换器；高压PFC；电感电流波纹；电容电压波纹中图分类号：TM46文献标识码：AResearchonHigh-voltageCascadeMultilevelBoo

3、stDC-DCConverterLIUChuang，LIHang，SUNZhoutong，CAIGuowei(1．ElectricalEngineeringCollege，NortheastDianliUniversity，Jilin132012，Jilin，China；2．HarbinPowerSupplyBureau，Harbin150001，Heilongiiang，China)Abstract：Anewcascademultilevelboostconvertertopologywasp

4、resentedbasedonthebasicthree—levelDC-DCconverterinseriesforthehighervoltagelevel，whichcanbeusedinthefront-endconverterofhigh一~equencyisolationhigh--voltageDCconverterandtheintermediatepowerconversionofhigh-·~equencyisolationhigh-·voltagePFC．Thepropos

5、edmultilevelboostconverteriseasilymodulatedwithphase-shiftcontrolandcanflexiblymatchdifferentinput—voltageleve1．ThebasicmodulecanbedescribedbasedonP—cellandN—cellconceptofferingthetwoequaloutputvoltagesandtwotimesofthereal—switchingfrequency．Theopera

6、tingprincipleoftheproposedcascadeboostconverterwasanalyzedindetailwiththephase—shiftswitchingschemeincludingtheperformanceoftheinductorcurrentandcapacitorvoltageripples．Andtherelationshipbetweentheinputandoutputvoltageunderthedifferentdutyratiowasdis

7、cussedgettingthevariationtendencyoftheinductorcurrent．Finally，a5．3kWexperimentalsystemwasbuilttoverifytheproposedtheperformancecharacteristicofthecascadeboostconverter．Keywords：cascademultilevelboostconverter；high—voltageDCconverter；high-voltagePFC；i

8、nductorcurrentripple；capacitorvoltageripple电力电子变压器被认为是未来智能电网的一般包含3个基本功率变换过程，分别为：1)中压重要组成部分，是通过电力电子和高频隔离技术工频交流到中压直流的AC—DC功率变换过程；来完成中压交流网与低压交流网之间的电能变2)中压直流到低压直流的DC—DC功率变换过换，可以实现传统变压器电压等级转换和隔离功程，实现了高频隔离、能量传递和降压的功能；3)能，同时可以抑制电网电压跌落和频率变化对负低压直流到低压交流的DC—AC功