一种基于同步控制双输入高升压DC/DC变换器

目前,光伏并网系统中DC/DC变换器普遍存在升压能力不足、有源器件电压应力较高等问题.针对这类问题提出了一种基于同步控制双输入高升压DC/DC变换器,该变换器具有升压能力强、有源器件电压应力小的特点,其采用同步控制的方式降低了控制系统的设计难度,双输入的拓展也提高了变换器使用的广泛性.首先,分析所提变换器的工作原理;然...     

一种双输入高升压比直流变换器

针对以光伏和燃料电池为代表的新能源发电系统存在输出电压低、供电可靠性差的问题,本文提出了一种非隔离型双输入高升压比直流变换器,该变换器两路输入源可以单独供电也可以同时供电,详细介绍了变换器在三种供电模式下的工作原理、电压增益特性、开关器件电压应力以及双输入工作模式下两路输入电流之间的关系.最后搭建了一台100 W的实验样机,实验验证了该变换器具有电压增益高、开关器件电压应力低、可灵活供电等优点.     

一种双输入高增益DC-DC变换器

针对光伏发电系统输出电压低、供电稳定性差等问题,提出一种非隔离双输入高增益直流升压变换器,该变换器在2个BOOST变换器的基础上引入了开关电容电路,实现了高电压增益,且两输入源可以单独或同时向负载供电。分析该变换器的电路结构和工作原理,推导出了3种供电模式下变换器的电压增益表达式以及主要开关器件电压应力,给出了两路同时供电时输入电流之间的关系。最后,搭建了一台100W的实验样机,实验验证了该变换器具有电压增益高、开关器件电压应力低、控制简单、可以灵活供电等优点。     

一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器

针对光伏发电系统中光伏电池板集成汇流的需求,提出了一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器。该变换器采用了一种新型拓扑结构,可在实现输入输出电压高增益变换的同时降低了开关器件的电压应力。此外,所提变换器还具有可拓展性,可以根据不同的光伏电池板数量和输出电压要求对端口进行扩展,从而降低系统的复杂性和成本。首先详细介绍了所提变换器的拓扑结构,并推导出变换器在不同工作模态下的运行原理。然后,对该变换器的增益特性、开关器件的电压和电流应力、关键器件的参数选择和损耗计算等方面进行了深入的理论分析。最后,搭建了一台输出功率为1 kW的实验样机,并进行了实验测试。实验结果验证了所提变换器理论分析的正确性和可行性。     

一种交错并联高升压BOOST变换器

新能源并网发电系统中,具有高升压特性的升压变换器是不可或缺的一部分。介绍了一种交错并联BOOST变换器,具有高增益、低电压电流应力、效率高、体积小的优点。从基本BOOST变换器的开关电感三端网络出发,通过在其三条支路中串入合适极性的电压源,经过对比分析,确定了最优的高增益开关电感三端网络,最后得到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分别进行了分析,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,与传统型交错并联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。     

一种多输入高增益DC/DC变换器

在混合可再生能源系统中,使用多输入DC/DC变换器与传统几个单输入DC/DC变换器相比,不仅具备多路电路同时输入的能力,而且减少了变换器的使用数量,成本更低。提出了多输入高增益DC/DC变换器及其控制方案,所提的拓扑具有多输入的结构,且其中任意输入端发生故障,电路仍能正常工作,具有较高的可靠性,因此适用于各种功率应用场合。同时为了解决基本DC/DC变换器升压能力不足的问题,对变换器进行了优化,实现了高增益。对变换器的拓扑架构进行了简要阐述,并对双输入的变换器工作原理及性能特点进行了详细分析,最后通过仿真验证了理论分析的正确性。     

一种适用于燃料电池的新型高升压DC-DC变换器

高升压DC-DC变换器是燃料电池实现并网的重要环节。针对燃料电池输出电压低、输出特性软的问题,提出一种基于开关电容的电流馈电升压变换器。首先,详细阐述了所提变换器的拓扑结构及其在连续导通和不连续导通模式下的工作原理。然后,具体分析了该变换器的电压增益、各元件的电压和电流应力。在此基础上,将其与SC-Boost、SL-Boost等变换器进行性能对比。最后,搭建一台200 W的实验样机验证了所提变换器的可行性和理论分析的正确性。所提变换器结合电流馈电结构和开关电容网络,具有电压增益高、输入电流连续且纹波低的优势,有利于延长燃料电池使用寿命。同时,通过复用开关电容中的电容-二极管(capacitor-diode, C-D)单元对开关管电压进行钳位,降低了功率元件的电压应力。因此,所提变换器适用于燃料电池并网系统。     

一种多输入变换器在光伏DMPPT中的应用

为了解决光伏系统中由于在实际环境中光照不均、阴影遮挡、光伏板老化程度差异等因素导致的失配问题,采用分布式最大功率跟踪DMPPT(distributed maximum power point tracking)结构是有效方法之一。针对光伏DMPPT结构提出了一种基于差额功率结构的多输入变换器拓扑及分时控制策略。该拓扑及控制策略不仅只用1个MPPT控制单元就可完全消除光伏板间的失配问题、使各个光伏板输出其理想最大功率,而且变换器拓扑采用差额功率结构,该结构具有降低变换器的功率等级要求和提高系统的电压增益等优点。对该拓扑及控制策略进行了详细分析,并在Matlab/Simulink中仿真验证。仿真结果表明,即使在光照不均及光照突变的情况下,每个光伏板仍都可以工作在各自理想最大功率点上。     

新型双输入Boost变换器

针对传统的多输入变换器(MIC)具有电路结构复杂、电压增益低或开关器件电压应力高的问题,提出了一种新型双输入Boost变换器拓扑结构.该拓扑由2个完全一致的基本Boost变换器子拓扑构成,每个基本Boost变换器的功率开关管分别并联一个功率二极管,在单输入状态时一个始终导通.另一个始终关断;在双输入状态时,2个功率二极管全部关断.分析了2种输入状态下的工作原理及各个阶段的工作模态,结果表明该变换器适合工作在双输入状态,且在此状态时可以实现2种不同性质的电源输入,具有电压增益高、开关器件电压应力低等优点.研制了一台输出功率为240 W的双输入Boost变换器原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

一种ZVT高增益多路输入变换器

针对光伏并网发电系统,提出一种新型非隔离型多路输入变换器。该变换器同时具有零电压导通(ZVT)和高增益能力。此处首先以2路输入为例,分析了该变换器的工作原理及性能特点,然后通过拓扑推演,得到了该变换器的n路输入结构。在此基础上搭建了2路输入,输出功率为100 W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

耦合电感二次型高增益Boost变换器

为解决二次型Boost变换器功率器件电压应力大以及耦合电感Boost变换器开关管电压尖峰高的问题,结合二次型Boost变换器和耦合电感Boost变换器的特点,提出一种耦合电感二次型高增益Boost变换器.该变换器能够吸收漏感能量,抑制开关管两端的电压尖峰,且能将漏感能量向负载传递,提高了变换器的工作效率;通过引入桥式倍...     

一种带耦合电感的有源钳位高增益Boost变换器

该文提出一种带耦合电感的有源钳位高增益Boost变换器。通过引入耦合电感提高电压增益;采用有源钳位电路实现漏感能量的回收、抑制开关管关断电压尖峰,并为开关管实现零电压开通创造条件;通过合理设计漏感大小,有效解决二极管的反向恢复问题。该文所提变换器的主要不足是二极管的寄生电容和漏感会发生谐振,需要采用电阻电容二极管(resistor-capacitor-diode,RCD)吸收电路来抑制电压峰值。该文在分析变换器工作原理的基础上,对其性能进行了详细分析,最后搭建了一台48 V输入、380 V输出、额定功率为250 W的试验样机,实测最高效率为94.5%,实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种高增益交错并联正反激变换器

传统的交错并联boost变换器升压增益很小,电压应力却很高。因此,提出了一种适用于可再生能源系统(光伏系统)的高电压增益变换器,利用电压乘法器模块(由开关电容和耦合电感组成)来提高升压增益的;分析了电路的工作模态,推导了升压增益和电压应力,并计算了传导损耗和效率;比较系统性能后,根据不同的性能指标针对该应用领域进行分析;最后通过实验样机实验证明了理论说法的正确性,结果证明该拓扑结构能够实现高达97.1%的转换效率。     

一种高增益交错并联Boost-flyback变换器

交错并联Boost变换器具有低输入纹波电流、低输出纹波电压等优点,在新能源发电并网领域得到广泛应用。在交错并联Boost直流变换器电路拓扑的基础上,引入倍压单元和耦合电感反激电路单元,提出一种高升压增益DC/DC变换器。该变换器进一步提升电压增益,避免了极限占空比。利用倍压电容有效地吸收了漏感能量并传递至负载,抑制了开关管两端存在的电压尖峰,降低了开关管应力,因此可选取低电压等级导通电阻较小的MOSFET,且无需额外的吸收电路,降低了器件成本,提高了变换器效率。详细分析了变换器的工作原理与特性,进行了理论公式推导,分析了该变换器的器件应力及电路损耗,并通过制作一台100 W的实验样机证明了理论推导的正确性。     

反激式隔离型高增益DC/DC变换器

提出了一种反激式隔离型高增益DC/DC变换器.该变换器利用反激变压器的变比和开关电容来提高输出电压增益,满足输入输出的电气隔离.开关电容的引入,使得反激变压器副边绕组在开关管闭合时给倍压电容充电,在开关管断开时给负载供电,提高了变压器绕组的利用率,还解决了反激变换器输出二极管与漏感的谐振问题.由于变压器漏感的原因使得所...     

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。     

带耦合电感的高升压比Boost变换器的分析

针对连续工作状态(CCM)的Boost变换器的升压比M=(V_o/V_(in))<5这一缺点,本文提出了一种带耦合电抗器的高升压比Boost变换器。该变换器最大升压比可达到M=4/(1—D_(max))。这个结果将扩大非隔离式Boost变换器的应用范围。比如:将太阳能电池的能量(电压12～16V)升压后供逆变器工作,可以不通过工频变压器与电网并网运行。本文详细分析了这种Boost变换器的工作过程,推导了等效电抗、升压比等参数,并对电路进行了仿真。仿真结果表明了理论分析的正确性。     

一种带有泵升电容的新型高增益升压直流变换器

为了满足分布式发电系统中必须把太阳能、燃料电池和蓄电池输入的低压直流转换为高压的要求,在传统型升压直流变换器的基础上,提出了一种基于双电感和泵升电容的新型拓扑结构。该拓扑结构利用电感和电容的并联充电、串联放电特性,较好地实现了低占空比条件下高电压增益的目标。最后,分析了该拓扑结构在3种不同电感条件下的工作原理,并通过仿真验证了上述理论分析的正确性。     

高效率高增益Boost-Flyback直流变换器

提出一种基于Boost拓扑与反激拓扑有机组合思想的Boost-Flyback变换器,Boost环节与反激环节共用输入支路,使电感一变压器的漏感能量得以利用,消除了漏感损耗,并实现了开关管电压钳位,减小了开关管电压应力;Boost与反激环节的输出支路串联,实现了高电压增益;Boost-Flybaek变换器输入并联输出串联,进一步提高了变换器的电压增益,同时减小了输入输出电压及电流纹波。提出新拓扑的DCM-ZVS工作模式控制方法,并在开环方式下实现了输出功率的控制。详细分析拓扑的工作原理、电压增益特性及控制方法。通过230W30V／380V的实验样机验证理论分析的有效性。