模块化串联光伏直流变换器的环形功率均衡拓扑及效率优化策略

独立输入串联输出型模块化直流变换器用于光伏接入直流配电网，具有变换级数少、可独立实现最大功率点跟踪等优点。而光伏功率失配会使其子模块输出电压不均，影响变换器正常运行或引起开关器件过压损坏。为了解决功率失配问题，保证变换器的可靠运行，文中提出一种环形功率均衡拓扑及效率优化控制策略，实现电压平衡。较已有的方案，仅增加了单个低值电感和电容，在保证子模块电压均衡的情况下，最大限度地减小功率流通，从而降低器件的电流应力及损耗以提升效率。文中介绍子模块间的功率传输原理及效率优化算法，对比环形均衡拓扑与常规链式均衡拓扑的电流应力及变换效率。仿真和实验结果表明，提出的环形均衡拓扑能够用更小的电流应力和更少的功率流动，实现模块化光伏直流升压变换器的电压均衡。