具有电压倍增单元的准交错并联高增益DC/DC变换器

利用耦合电感和准交错并联BOOST变换器相结合,提出了一种高增益直流变换器拓扑。由于输入采用准交错并联结构,减小了开关器件的电压应力,实现了电流扩容和纹波抑制。同时引入由耦合电感的二次侧与开关电容一起构成电压倍增单元,进一步提高了变换器电压增益。详细分析了变换器的工作过程和稳态性能,并且通过一台实验样机验证了理论分析的正确性。

一种高增益低输出纹波电压的二次型Buck-Boost变换器

为提高变换器的电压增益,减小输出纹波电压及降低开关器件的电压应力,将传统二次型Buck-Boost变换器和电压倍增单元、低通滤波器相结合,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。分析该变换器在连续导电模式下的工作原理、开关器件的电压、电流应力及输出纹波电压。根据不同的标准与其它Buck-Boost变换器进行比较,通过对比表明所提改进二次型Buck-Boost变换器不仅具有较高的电压增益,在同等输出电压的情况下减小开关器件电压应力。最后,对改进的二次型Buck-Boost变换器进行建模,仿真和实验结果验证其理论分析的正确性及提高电压增益、减小输出纹波电压的可行性。

基于Cockcroft-Walton倍压网络的隔离型高升压比DC-DC变换器

传统Boost变换器由于受到占空比的约束,一定程度上限制了其在高电压增益电源上的应用。本文基于隔离型升压变换器和Cockcroft-Walton电压倍增单元研究了一种具有高电压增益的DC-DC变换器,并分析了其工作原理及特性。该变换器通过整合隔离型升压变换器与电压倍增单元实现了超高升压比转换,与传统Boost变换器相比,该拓扑具有以下优点:①在较低占空比下实现了高电压增益;②较低的有源开关器件电压应力;③单开关结构简化了控制电路。最后,搭建了一台效率可达89.5%的35 W样机,实现了24 V到1 000 V的高升压比转换,并利用样机对理论分析结果进行了验证。

一种改进高增益二次型Boost变换器

为了获得较高的电压增益,减小输出电压纹波及降低开关器件的电压应力,在传统二次型Boost变换器的基础上,结合电压倍增单元和低通滤波器,提出了一种高增益改进二次型Boost变换器.分析了该变换器在连续电感电流模式下的工作原理和稳态性能.对所提改进二次型Boost变换器和现有的Boost变换器进行了比较,通过对比表明所提改进二次型变换器Boost具较高的电压增益,在同等输出电压的情况下降低了开关器件电压应力和减小了输出电压纹波,且具有连续输入电流和输出电流.最后,对改进二次型Boost变换器进行了仿真建模,实验波形分析验证其理论分析的正确性及提高电压增益、降低开关器件电压应力及减小输出纹波电压的可行性.

改进二次型Buck-Boost变换器的研究与分析

针对传统变换器电压增益低、开关器件电压应力大和输出具有较大电压纹波的缺点,通过在传统二次型Buck-Boost变换器后级增加开关电容单元和LC滤波器,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。对该改进变换器在连续导通模式(CCM)下的工作原理进行分析,同时从不同角度对所提改进二次型Buck-Boost变换器和其他二次型变换器进行对比,表明所提改进变换器具有良好的性能特征。最后,对改进二次型Buck-Boost变换器和改进前二次型Buck-Boost变换器进行实验分析,由实验对比可知改进后变换器输出电压增益是改进前变换器输出电压增益的(1+D)/D倍。在输出电压均为37.4 V的升压模式下,改进前输出电压纹波是改进后输出电压纹波的3倍。在输出电压均为9 V的降压模式下,改进前输出电压纹波约是改进后输出电压纹波的12倍;同时在同等输出电压的情况下,改进后开关器件的电压应力明显减小。实验和理论分析验证了所提改进二次型Buck-Boost变换器是可行的。

一种双输入高升压非隔离型DC/DC变换器

提出一种双输入高升压非隔离型DC/DC变换器,用于解决光伏发电系统中直流升压变换器器件使用率低、结构复杂、电压应力高等问题。该变换器采用双路输入可以同时实现两块光伏电池板的接入,减少了变换器的使用数量及成本,使用了混合开关电容单元和多个电压倍增单元来实现高升压,同时有开关器件电压应力低、控制策略简单、输入电源功率可控等优点。通过PSIM仿真和一台功率为400 W的实验样机进行了验证,结果显示在额定工况下所提变换器效率达到了92.6%。

非隔离型高增益DC/DC变换器的研究

针对光伏发电系统中宜流升压变换器升压比高问题,介绍了一种基于电压倍增单元的新型非隔离高增益DC/DC变换器。变换器是在传统两相交错并联Boost变换器基础上,每相电感引入一个二极管和电容单元可获得额外的输入增益,电感输出侧通过电压倍增单元实现高增益输出。分析了变换器的工作原理及其性能特点,通过仿真试验对变换器工作进行理论验证,结果表明在额定工况下变换器的正确性。