耦合電感倍壓單元高增益變流器拓?fù)湫纬煞椒?pdf

1、世界性能源危機(jī)與環(huán)境污染促使學(xué)術(shù)界與工業(yè)界大力推動太陽能、風(fēng)能等綠色清潔可再生能源的發(fā)展。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，如何把較低的光伏組件電壓高效轉(zhuǎn)換為可供并網(wǎng)逆變器應(yīng)用的母線電壓，是提高光伏系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率與結(jié)構(gòu)靈活性的關(guān)鍵技術(shù)，因此成為近年來學(xué)術(shù)界重要研究方向之一。論文在總結(jié)現(xiàn)有適用于高升壓比場合變流器拓?fù)涞幕A(chǔ)上，提出了耦合電感倍壓單元結(jié)構(gòu)，并基于該基本單元演繹出了一系列高效率高增益的隔離型與非隔型變流器拓?fù)渥?，同時總結(jié)出通過耦合電感倍壓單元實

2、現(xiàn)變流器增益拓展的普適性方法。
　　 首先，論文提出了耦合電感倍壓單元結(jié)構(gòu)，并將其引入到傳統(tǒng)Boost電路中，形成了基于耦合電感倍壓單元的非隔離型升壓變流器，成功地解決了傳統(tǒng)Boost變流器應(yīng)用于高電壓增益場合下的問題。該變流器提升了電路的電壓增益，避免了變流器工作于極限占空比狀態(tài)，同時降低了開關(guān)管的電壓應(yīng)力，有助于減小電流紋波，并且可通過應(yīng)用低通導(dǎo)電阻的開關(guān)管來降低導(dǎo)通損耗。通過無源或有源箝位電路有效吸收開關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰并無

3、損轉(zhuǎn)移漏感能量，與耦合電感漏感配合實現(xiàn)開關(guān)管的零電流或零電壓開通，同時通過漏感有效地抑制輸出二極管的反向恢復(fù)電流，從而減小了系統(tǒng)的開關(guān)損耗。變流器中耦合電感在工作于濾波電感狀態(tài)的同時，在開關(guān)管導(dǎo)通時作為變壓器向副邊繞組傳遞能量，提高了磁芯利用率，減小了磁元件體積，提高了功率密度。論文還總結(jié)了引入耦合電感倍壓單元實現(xiàn)變流器電壓增益拓展的一般性方法，將耦合電感倍壓單元代替原電路中的整流結(jié)構(gòu)，得到了一系列高效率高增益變流器拓?fù)渥?。該耦合電感?/p>

4、壓單元高增益拓?fù)溲堇[方法的提出，為高增益變流器的生成提供了新思路。
　　 其次，本文通過耦合電感副邊繞組串聯(lián)的方法，將單相耦合電感倍壓單元變流器有機(jī)結(jié)合為交錯并聯(lián)型變流器，該方案不僅繼承了單相電路中的優(yōu)點，還大幅降低了輸入電流紋波，降低了對輸入電容與輸出電容的沖擊，提高了變流器可靠性，提升了變流器的功率等級。耦合電感副邊繞組串聯(lián)結(jié)構(gòu)也使變流器更適用于升壓場合，同時使變流器無需加入額外的控制與電路而實現(xiàn)了輸入與輸出的自然均流。此外

5、，論文還提出了另外兩種由單相變流器生成交錯并聯(lián)變流器的普適性方法，基于該方法所形成的變流器不僅包括已有高增益交錯并聯(lián)拓?fù)?，更包括多種適用于高電壓增益場合的變流器。由單相耦合電感倍壓單元變流器導(dǎo)出交錯并聯(lián)變流器的方法進(jìn)一步發(fā)展了耦合電感倍壓單元拓?fù)溲堇[思路，豐富了變流器形成方法。
　　 再次，論文將耦合電感倍壓單元結(jié)構(gòu)引入到隔離型變流場合，形成了具有原邊并聯(lián)副邊串聯(lián)結(jié)構(gòu)的隔離型變流器，并通過引入有源箝位電路，使變流器適用于大電流輸

6、入高電壓輸出的高增益變流場合。該變流器通過耦合電感副邊繞組串聯(lián)進(jìn)一步提升了變流器電壓增益，降低了輸入電流紋波并實現(xiàn)輸入側(cè)自然均流，同時通過有源箝位技術(shù)實現(xiàn)了耦合電感能量的無損吸收與開關(guān)管的零電壓開通。此外，該變流器通過耦合電感的漏感限制了輸出二極管電流的下降率，有效解決了二極管反向恢復(fù)問題。論文還提出了對稱式耦合電感四倍壓單元結(jié)構(gòu)。其降低了輸出二極管與電容的電壓應(yīng)力，實現(xiàn)了輸入電容的自然均壓，并進(jìn)一步提升了變流器的升壓能力。耦合電感倍壓

7、單元結(jié)構(gòu)為基于耦合電感變流器及電流源型變流器的副邊整流結(jié)構(gòu)提供了一種可應(yīng)用思路。
　　 論文上述提出的新型交流器拓?fù)洌行Ы獾貨Q了傳統(tǒng)Boost變流器在高增益場合下的不足，一方面拓展了電壓增益、避免了極限占空比的工作狀態(tài);另一方面降低了器件的電壓應(yīng)力，因而降低了電路的導(dǎo)通損耗，同時通過采用軟開關(guān)技術(shù)降低了開關(guān)損耗，從而實現(xiàn)高增益與高效率的統(tǒng)一?？偨Y(jié)了高增益變流器的內(nèi)在聯(lián)系與新型拓?fù)涞男纬梢?guī)律，為新變流器的發(fā)現(xiàn)提供了新思路。