耦合电感并-串型双管正激组合变换器研究

为了克服双管正激变换器电压增益低、不适合应用于高输出电压场合的弱点，该文提出了一种耦合电感并。串型双管正激组合变换器。该组合变换器根据耦合电感的耦合系数不同，有3种工作方式；其中耦合系数为1的工作方式，电压增益最大、为双管正激变换器的4倍，从而使组合变换器副边续流二极管电压应力为双管正激变换器的1／4倍，改善了续流二极管反向恢复问题。因而，该组合变换器适合应用于高输出电压场合，并且副边续流二极管可以采用低压快恢复二极管，提高了可靠性。  

基于拓扑组合的高增益Boost变换器

提出一种基于拓扑组合的高增益Boost变换器,对其工作原理和性能特点进行了详细分析,并进行了实验研究,结果表明该变换器在开关占空比D>0.5时具有如下特点:①电压增益为基本Boost变换器的两倍;②变换器中两Boost变换单元可实现自动均流,与交错并联Boost变换器相比,不需均流控制,控制电路简单;③有源开关的电压应力为输出电压的一半,即为基本Boost变换器有源开关电压应力的一半。  

一种输入端自然均流/高电压增益组合式变换器研究

针对航空电源高可靠性和高功率密度的要求,本文提出了一种新颖组合变换器.该组合变换器以双管正激变换器为基本构成单元,具有输入端自然均流、高频变压器一次侧无桥臂直通现象、输入输出电压增益高、高频变压器二次侧输出续流二极管电压应力低、以及控制上保证输入端交错并联而输入和输出滤波器体积小等优点.本文对新颖组合变换器进行分析和仿真,表明该变换器适合应用于输入中高电压、输出高电压和大电流场合;最后成功应用于某型号航空电源,各项技术指标均达到设计要求.  

一种适于燃料电池发电用高增益Boost变换器

针对燃料电池等低电压微型电源的特点,研究了适于燃料电池发电用低输入电流纹波、高电压增益Boost变换器。该变换器是在传统两相Boost变换器结构的基础上引入中间储能电容,采用互补控制方法控制两个主开关管,其主要特点是:具有较高的电压增益,同时可有效降低功率开关管和二极管的电压与电流应力;根据电路中所采用开关占空比的大小来合理设计两个电感的感值,可以实现零输入电流纹波。文中详细分析了电路的运行原理及其稳态特性,最后通过实验验证了该拓扑的正确性和有效性。  

一种输入低压大电流/输出高电压高频组合式直流变换器

针对飞机航空电源高可靠性和高功率密度的要求,提出并采用了一种输入低压大电流/输出高电压的组合式变换器.该组合式变换器以双管正激变换器为基本构成单元,输入端同时采用电路模块并联和功率开关管并联方式来提高输入导电电流能力,输出端采用电路串联的方式来提高输出电压能力.由于采用交错并联(interleaving)控制技术、以及利用功率MOSFET导通电阻的正温度系数特性,组合式变换器除具有双管正激变换器的内部桥臂抗直通能力强的优点外,还具有所有功率开关管自然均流、输入输出电压增益高、输出端二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小重量轻等特点.本文对该组合式变换器拓扑进行了详细的分析和仿真,并应用于某型号航空电源.  

一种光伏用高升压比高效率直流变换器

以光伏为代表的新能源发电日益受到重视。为提高光伏发电系统的可靠性与发电效率，两级式光伏并网发电系统的前级DC/DC变换器对升压比和效率提出了要求。首先对FIBC拓扑的工作原理、高升压性能、低电力电子器件应力等进行详细分析，与传统Boost电路的对比结果验证了FIBC的优越性；然后建立了Boost和FIBC电路的损耗模型，给出了额定工况下的损耗分布和效率，结果表明同电路参数下FIBC具有更高的效率；接着利用交错控制技术，对FIBC电感参数进行了优化，进一步提高变换器效率；最后给出Boost与FIBC和优化FIBC在不同工作电流下的效率曲线，结果表明优化后FIBC效率提高明显，比Boost更适合用于低压大功率光伏发电系统中。基于Matlab/Simulink平台的仿真结果表明，使用交错技术可以优化电感参数，直流母线输出电压能够稳定在400 V。  

一种高电压增益组合式变换器研究

针对航空电源高可靠性和高功率密度的要求，本文提出了一种新颖组合变换器。该组合变换器以双管正激变换器为基本构成单元，具有输入端电流自然均流、高频变压器原边无桥臂直通现象、输入输出电压增益高、高频变压器副边输出续流二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小等优点。本文对新颖组合变换器进行分析和仿真，表明该变换器适合应用于输入中高电压、输出高电压和大电流场合；最后成功应用于某型号航空电源，各项技术指标均达到设计要求。  

双耦合电感二次型高升压增益DC-DC变换器

提出一种双耦合电感单开关二次型高增益变换器.在传统单开关二次型Boost变换器拓扑的基础上,在前级Boost电路单元引入耦合电感,输出端叠加以提升变换器的升压增益特性;同时,通过在后级Boost电路单元引入耦合电感,进一步减小开关管的电压应力.此外,采用无源无损吸收电路抑制了开关管两端的电压尖峰,从而可选取低导通电阻、低电压等级的MOSFET以降低开关管的导通损耗,提高了变换器的效率.文中详细分析了变换器的工作原理及工作特性,最后通过搭建一台200W、18V/200V的实验样机,验证了理论分析的正确性.  

耦合电感零输入纹波高增益非隔离DC-DC变换器

光伏、燃料电池等新能源系统的应用使低输入电流纹波高增益DC-DC变换器成为研究热点。在一种零输入电流纹波Boost变换器基础上，采用耦合电感，提出一种零输入电流纹波高增益非隔离DC-DC变换器。通过设计耦合电感变比，可实现变换器的高升压增益特性。耦合电感中存在的漏感在减缓二极管关断电流的 di/dt 的同时，却带来了开关管两端严重的电压尖峰。为了降低开关管两端的电压尖峰，提出采用无源无损吸收电路以吸收漏感能量和开关管两端电压尖峰的零输入电流纹波高增益非隔离DC-DC变换器，进而可选取低导通电阻、低电压等级的MOSFET以降低导通损耗，提高了变换器的效率。另外，变换器几乎实现了输入电流的零纹波，基本上不需要输入滤波器，从而减小了变换器成本及体积。文中分析变换器的工作原理及工作特性，最后通过搭建一台100 W、40 V/200 V的实验样机，验证理论分析的正确性。  

高电压增益MPPT控制器的研究

最大功率跟踪(MPPT)控制器是两级式单相光伏并网逆变器的重要组成部分,通常由DC/DC拓扑构成,可实现光伏电池板的最大功率跟踪和升压功能。选取了一种新颖的高电压增益变换器作为MPPT控制器的DC/DC拓扑形式,引述了该拓扑的电路构成及其工作原理,给出了系统控制框图及基于数字控制的MPPT控制器设计过程,搭建了原理样机,并通过MPPT测试电路测试了该控制器的最大功率跟踪功能。实验结果表明,除了基本的升压功能外,该控制器即使在外界环境发生突变时,也能快速做出判断并准确跟踪到最大功率。