一种带开关耦合电感的低纹波高动态响应交错并联高增益BOOST变换器

• 作者: 张东来 杨玉岗 王晶
• 来源期刊: 磁性元件与电源
• 学科: 工学
• 关键词: 高增益Boost 磁集成 开关耦合电感 电流纹波 动态响应 电压应力
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 页码范围: 155-168
• 页数: 14页
• 分类号: TM4

摘要

可再生能源发电系统的光伏电池、燃料电池、储能电池等端口电压较低,必须依靠高增益变换器将其输出电压拉升至较高电压等级。本文通过拓扑功率重构和组合演化,提出一种新型含开关耦合电感的高增益、低纹波和高动态响应的非隔离两相交错并联型Boost变换器。详细分析新拓扑在不同模态下的工作原理,研宄了变换器升压变比、开关管和二极管承受的电压应力等外特性,得益于引入开关耦合电感倍压増益单元和准开关电容钳位单元,该新型拓扑具有非极限占空比下输出极高电压变比的能力,同时具有开关管和二极管电压应力低的优势,可优先选择低电压等级的器件。对新拓扑多个分立电感展开磁集成研究,推导稳态和暂态下的等效电感方程,给出两相交错并联开关耦合电感的通用设计准则:即抑制电流纹波,又能提高变换器的动态响应特性,同时改善变换器的功率密度和效率。最后通过一台5000W样机的稳态、暂态测试和效率测试,证明了本文所提变换器具备高增益低应力、高动态响应低纹波和高转换效率的优点。