一种耦合电感高增益开关dc／dc变换器

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1、第49卷第7期电力电子技术Vo1．49，No．72015年7月PowerElectronicsJuly2015一种耦合电感高增益开关DC／DC变换器邱海波，许建平，陈章勇(西南交通大学，电气工程学院，四川成都610031)摘要：针对光伏发电并网系统对前级DC／DC变换器的要求，提出一种基于耦合电感倍压单元Boost变换器和flyback变换器的高增益非隔离DC／DC变换器。该变换器采用输出侧串联结构，提高了变换器的电压增益，同时引入由二极管和电容组成的箝位电路，有效吸收了漏感能量，抑制了漏感引起的电压尖峰，降低了开关管的电压应力，提高了效率．同时耦合电感倍压单元进一步增加了变

2、换器电压增益。详细分析了变换器的工作原理及工作特性．进行了理论公式的推导，并给出了关键器件的设计步骤。最后通过一台360W的实验样机验证了理论分析的正确性。关键词：变换器：高增益；耦合电感倍压单元中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)07—0004—03ACoupledInductorHighGainSwitchingDC／DCConverterQIUHal-bo，XUJian—ping，CHENZhang—yong(SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Based

3、ontherequirementsofthefrontstageDC／DCconverterinphotovohaicgrid-connectedsystems，ahighgainnon·isolatedDC／DCconverterispresentedtllcoupledinductorvoltagedoublercellandflybackconvertercellwhichpossessesahighvoltagegainbyintroducingtheserialstructureoftheoutputtermina1．Duetoemployingtheclampci

4、rcuitwhichconsistsofdiodeandcapacitor，theleakageinductanceenergyisabsorbedefectively，andthevoltagespikecausedbytheleakageinductanceissuppressed，thevoltagestressoftheswitchisreducedandtheefi-ciencyisimproved．Thevoltagegainoftheconverterisincreasedfurtherbyusingthecoupledinductorvoltagedou—bl

5、erunit．Theworkingprincipleandtheperformanceoftheconverterareanalyzed，andtherelevanttheoryformulasarededuced，andthedesignprocessofthekeydeviceisgiven．Finallythetheoreticalanalysisisvalidatedthroughthe360Wexperimentalprototype．Keywords：converter；highgain；coupledinducervoltagedoublercellFounda

6、tionProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51177140)；TheFundamentalResearchFundsfortheCentralUniversities(No．2682013ZT20)1引言此处结合耦合电感倍压单元与flyback变换器单元，提出了一种新型单开关高增益变换器，该为实现光伏的并网发电，需将光伏输出电压变换器电压增益高、开关管应力小、效率高，可满提升到直流母线电压(350～400V)，因此高电压增足光伏发电系统对前端DC／DC变换器的要求。分益、高效率DC／DC

7、变换器不可或缺。析了该变换器的工作原理．给出了关键参数的设传统Boost变换器结构简单，器件电压应力计思路并通过实验对理论进行了验证。高，开关损耗大且存在电磁干扰(EMI)，难以实现较高的电压增益【”。通过引入耦合电感可提高Boost2工作原理分析变换器的电压增益。但漏感会引起电压尖峰，导致高增益DC／DC变换器由1个主开关管V，1个耦电压应力增加、效率降低及严重的EMI。文献[2—4]合电感(ⅣD：Ⅳ目：)，4个二极管和4个电容组成，提出一些解决方法，但均有不足。如图1所示。其在Boost变换器单元的