一种新型高增益直流变换器桂存兵【摘要】随着太阳能光伏发电和燃料电池等输出电压较低的新能源电力的广泛应用,大功率和高增益变换器的研究成为电力电子研究领域的热点之一.为实现DC/DC变换器的高增益和高可靠性,提出了一种非隔离无源箝位型交错并联型变换器,其输入并联而输出串联,并试制了1台200W实验装置来验证理论分析的正确性.实验结果表明,采用无源箝位电路可有效回收漏感能量,实现主开关管的软关断和软开通,既避免了附加箝位器件,降低了成本,又达到了与有源箝位电路类似的功效,提高了装置的可靠性.该新型变换器在保持合理占空比的情况下,获得了高增益,降低了变压器的匝比,并使反向恢复问题得到抑制,变换器的效率和功率密度有了一定的提高,磁芯的体积有效减小,证明了这种新型变换器的实用性.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)004【总页数】5页(P97-101)【关键词】交错并联;零电流开通;零电压关断;无源箝位;高增益【作者】桂存兵【作者单位】中山职业技术学院,广东中山528404;华南理工大学电力学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言实现高增益升压变换是可再生能源并网发电系统中需解决的主要问题之一[1-3]。
采用传统的交错并联Boost电路，变换器低压端的功率器件存在电流应力较大且电压应力较高等问题。
如何避免变换器的极限占空比和减小变换器峰值电流以及带来的损耗是目前所面临的主要挑战，即当工作占空比 d趋近于 1时，存在如下问题[4]：① 开关管及二极管的电压、电流应力大；② 开关损耗、二极管反向恢复损耗大；③d v/d t大。
目前已经提出了很多高增益变换拓扑[5-15]。
本文提出了一种输入并联输出串联的非隔离无源箝位型交错并联变换器。
该结构可有效地回收漏感能量，提高可靠性，在保持合理占空比和变压器的匝比的情况下，获得比普通交错并联变换器更高的增益和性能。
1 变换器工作过程分析图1 新型变换器等效电路Fig.1 Equivalent circuit of new converter该新型非隔离无源箝位型交错并联变换器的等效电路如图1所示，其中L m1为第1组变压器的励磁电感，原边匝数为n1，L1b和L1c为第1组变压器的2个副边的漏感；L m2为第2组变压器原边的励磁电感，副边匝数为n2；匝比N＝n2:n1。
太阳能光伏发电系统中的两种直流升压电路摘要：光伏发电技术以太阳光能作为一次能量来源，将光能转换为电能。
光伏发电过程中所采用的是光伏效应，光能转换为电能过程中没有污染物和废弃物的产生，所以属于清洁无污染发电技术。
单个PV板的输出直流电压较低，不能满足日常家用220V交流电需求，所以需要通过高增益直流升压变换器将低直流电转换为高直流电。
本文对两种直流升压电路与原理进行研究，并对两种直流升压变换器的性能进行对比分析。
关键词：光伏发电技术、直流升压；变换器；高增益直流升压太阳能光伏发电系统是新能源开发的主要领域。
但是太阳能电池直接输出的直流电压较低，不能满足日常生活要求。
所以，需要通过直流升压变换器将低直流电转换为高压直流电。
传统Boost电路电压增益不足，所以本文主要对基于二极管钳位的高增益直流升压变换器和基于有源网络的高增益直流升压变换器两种高增益直流升压电路进行研究，希望能为太阳能光伏发电系统的应用做出贡献。
1.基于二极管钳位的高增益直流升压变换器1.1变换器结构图1 基于二极管钳位的直流升压变换器S1和S2两者设计参数相同，通过相同的矩形波信号进行同步控制，具体控制矩阵波形信号如下图所示：图2 开关S1和S2控制矩阵波形信号1.2变换器工作原理当变换器在电感电流连续模式状态下运行时，开关状态在工作模态1和工作模态2之间进行变换；当变换器在电感电流断续模式状态下运行时，开关状态在工作模态1、工作模态2和工作模态3之间进行变换。
图3 不同模式下二极管D2电压情况上图中，D1TS为开关S1盒开关S2的导通时间；D2TS为开关S1和开关S2的断开时间；UD2为二极管D2上的电压。
在二极管钳位直流升压变换器的一个开关工作周期内最多有三种工作模态，即：t0-t1时间内，开关S1和开关S2导通，变换器处于工作模态1状态下，此时电感L1和L2上的电压为电源UDC通过二极管D2直接加载在电容C1上，给电容C1串联充电，此时 UC1=UDC此时二极管D1因所承受电压相反，所以不工作，负载Rd和电容C2串联，由C2供电。
电力电子课程设计光伏系统DC/DC变换器设计与仿真姓名：班级：学号：目录一、引言 (3)二、设计要求 (5)三、主电路图： (5)四、设计方案 (6)五、主模块 (6)六、光伏电池模块 (14)七、最大功率跟踪模块 (14)八、驱动保护电路设计 (15)九、模块的连接 (16)十、结束语 (17)十一、参考文献 (17)光伏系统DC/DC 变换器设计与仿真一、引言DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。
BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种，BUCK变换器又称降压变换器，是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器，即输出电压低于输入电压，由于其具有优越的变压功能，因此可以直接用于需要直接降压的地方。
本次课设立求设计出DC-DC变换器实现15V向5V的电压变换，选取的电路是IGBT降压斩波电路。
IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT 作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。
IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。
它既有MOSFET易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。
其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。
IGBT降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT降压斩波电路的发展。
光伏发电系统（PV System）是将太阳能转换成电能的发电系统，利用的是光生伏特效应。
光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统和分布式太阳能光伏发电系统。
它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。
