具有DCM单元的交错并联磁集成高增益Boost变换器研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XB_1209WTL
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随着人类活动的增加,消耗的能源日益剧增,带来的能源危机和环境污染问题也越来越严重。新型能源的出现改善了这种情况,为可持续发展,新型能源的研究是目前科学界重要的课题。其中燃料电池、光伏电池、蓄电池因其清洁、环保、安全、效率高等特点得到广泛应用,由这些新型电池组成的微网/并网发电系统中,要求更高的输入电压。传统Boost变换器可提高新型电池的输入电压,高增益Boost变换器的研究越来越重要。
  理论上传统Boost变换器通过改变占空比D可以得到预期输出电压,实际中,随着占空比值越大变换器的问题越多,满足不了工作需要。为提高变换器的电压增益,减小电感电流纹波,减低开关器件的电压应力,本文提出一种具有DCM单元的交错并联磁集成高增益Boost变换器。该变换器将传统升压变换器采用交错并联技术减小输入电流,用开关电感单元代替原来的储能电感,对开关电感单元的电感进行耦合集成,使磁元件体积减小不仅节约了空间还减小了电感电流纹波。选取合适的耦合度电感电流纹波减半,加入DCM单元即电容C1、C2充当电压源,向负载供电提高电压增益,又减小开关器件的电压应力。本文分析了变换器的工作模态和工作性能,理论上电压增益是传统Boost变换器的2(1+D)倍,电感电流纹波减少一半,开关管的电压应力是输出电压的二分之一。为了考虑实际需求,又对该变换器做了小信号建模分析,给出了变换器的控制模型,提高系统的稳定性。最后通过PISM仿真验证和设计一台600W的实验样机验证了理论分析的正确性。表明具有DCM单元的交错并联磁集成高增益Boost变换器工作性能优异,适合工作在高升压的用电场合。
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