具有高增益、低输入电流纹波的Boost变换器研究 被引量：15

1

作者 胡雪峰 李永超 +2 位作者 李琳鹏 王建章 王琳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期16-22,共7页

针对光伏、燃料电池等低压可再生能源发电系统,在传统Boost变换器基础上,利用耦合电感的原边替代基本Boost变换器中的独立电感,同时引入一个较小的辅助电感,提出一种单开关高增益、低输入电流纹波Boost变换器。耦合电感的使用,既增加了... 针对光伏、燃料电池等低压可再生能源发电系统,在传统Boost变换器基础上,利用耦合电感的原边替代基本Boost变换器中的独立电感,同时引入一个较小的辅助电感,提出一种单开关高增益、低输入电流纹波Boost变换器。耦合电感的使用,既增加了变换器的控制维度,又能在合适占空比条件下实现较高的电压增益;较小的输入电流纹波可以改善变换器对前端低压输入电源的电磁干扰;另外,该变换器中开关管的电压应力可以得到有效降低,有利于选取低电压等级、低导通电阻的高性能开关器件,以提高变换器的性能;详细分析了该变换器的工作原理及其稳态工作特性,并通过实验验证了理论分析的正确性与有效性。结果表明,所提变换器可以实现较高的电压增益和较小的输入电流纹波,具有实用价值。 展开更多

关键词 高增益、低输入电流纹波 BOOST变换器 耦合电感 电压应力 可再生能源系统

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一种新的非隔离型低输入电流纹波高效高增益DC-DC变换器 被引量：2

2

作者 袁小平 蒋硕 胡秀娟 《现代电力》 北大核心 2017年第4期65-71,共7页

为改善DC-DC变换器性能提出了一种兼具低输入电流纹波和高增益的DC-DC变换器:通过交错控制方式以及合理的设置滤波电容来减小输入电流的脉动,通过高频升压变压器及副边开关电容升压电路两者的配合以极大提高DC-DC变换器的增益。文中详... 为改善DC-DC变换器性能提出了一种兼具低输入电流纹波和高增益的DC-DC变换器:通过交错控制方式以及合理的设置滤波电容来减小输入电流的脉动,通过高频升压变压器及副边开关电容升压电路两者的配合以极大提高DC-DC变换器的增益。文中详细分析了新提出的DC-DC变换器工作机理以及系统的综合性能,并进一步给出了系统的具体设计方法,最后搭建了一台100W,20V/200V样机,实验最高效率为92.5%,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 高增益 高效率 低输入电流纹波 高频变压器开关电容倍压 DC-DC变换器

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一种低输入电流纹波高增益软开关DC-DC变换器 被引量：4

3

作者 林国庆 何恩义 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期65-75,共11页

针对新能源发电系统输出电压低、电压稳定性差等问题,提出一种非隔离型低输入电流纹波高增益软开关直流变换器。该变换器结合有源钳位技术和耦合电感与二极管-电容倍压结构,提高了变换器的电压增益,降低了开关器件的电压应力。耦合电感... 针对新能源发电系统输出电压低、电压稳定性差等问题,提出一种非隔离型低输入电流纹波高增益软开关直流变换器。该变换器结合有源钳位技术和耦合电感与二极管-电容倍压结构,提高了变换器的电压增益,降低了开关器件的电压应力。耦合电感自身漏感有效缓解二极管反向恢复问题,并通过有源钳位网络回收利用了漏感的能量,开关管无关断电压尖峰。利用耦合电感漏感,所有开关管均实现了零电压软开关,提高了变换器的效率。详细分析了变换器的拓扑结构与工作原理,并对电压增益、器件电压电流应力、软开关等电路性能进行了分析。最后,搭建了一台40 V输入、400 V输出、额定功率为160 W的试验样机,实验验证了该变换器具有低输入电流纹波、高电压增益、高变换效率和低电压应力等优点。 展开更多

关键词 新能源发电 非隔离 高增益 低输入电流纹波 耦合电感 零电压软开关

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基于耦合电感的对称式交错并联低输入电流纹波高增益DC-DC变换器 被引量：17

4

作者 丁杰 高双 +1 位作者 赵世伟 尹华杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1507-1515,共9页

针对高电压增益、大功率应用场景,提出一种基于耦合电感的对称式交错并联DC-DC变换器。该电路拓扑结合了交错并联与耦合电感的优势,一方面扩大了变换器的容量,降低了输入电流纹波;另一方面可以利用耦合电感的匝比来调节电压增益,提高了... 针对高电压增益、大功率应用场景,提出一种基于耦合电感的对称式交错并联DC-DC变换器。该电路拓扑结合了交错并联与耦合电感的优势,一方面扩大了变换器的容量,降低了输入电流纹波;另一方面可以利用耦合电感的匝比来调节电压增益,提高了变换器的灵活性。由于两相电路耦合在一起,且完全对称,可以实现自动均流,因此,不存在功率失衡问题。通过集成开关电容单元(SCU),并将其扩展至n个,进一步提高了电压增益,避免了耦合电感匝比过高的问题,同时还降低了功率器件的电压应力,因此,可以采用低电压等级、高性能的半导体器件来提高变换器的工作效率。分析该变换器的工作原理、稳态性能,并制作一台额定功率为1kW的样机,实测变换器的最高效率为97.34%,满载时(1kW)效率为94.64%。实验结果验证了理论分析的正确性,以及所提变换器的可行性。 展开更多

关键词 高增益 交错并联 耦合电感 低输入电流纹波 开关电容

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一种低输入电流纹波的单级式三相并网逆变器 被引量：3

5

作者 叶尊敬 嵇保健 +1 位作者 洪峰 王星星 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2303-2311,共9页

针对单级式单相并网逆变器输入电流存在低频纹波的问题,提出一种单级式三相并网逆变器拓扑及双调制策略。变压器一次侧电路三相共用,引进有源钳位电路,在简化电路的基础上减小了损耗;一次、二次侧双调制,一次侧采用恒功率控制输入电流... 针对单级式单相并网逆变器输入电流存在低频纹波的问题,提出一种单级式三相并网逆变器拓扑及双调制策略。变压器一次侧电路三相共用,引进有源钳位电路,在简化电路的基础上减小了损耗;一次、二次侧双调制,一次侧采用恒功率控制输入电流的方法,降低了输入电流低频纹波,二次侧调制逆变输出,且三相逆变系统输出功率之和接近恒定值,无功率脉动问题。详细介绍该逆变器工作原理、双调制驱动逻辑及并网控制策略。最后研制一台480W的样机进行实验,验证了该拓扑的可行性。 展开更多

关键词 单级式低输入电流纹波 三相逆变器 双调制策略

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具有低输入电流纹波带耦合电感的双向DC-DC变换器 被引量：5

6

作者 鲁鹏飞 吕宁 詹跃东 《电子测量技术》 北大核心 2021年第15期30-37,共8页

针对燃料电池发电系统输出电压低和输入电流纹波大的问题,设计了一种新型带耦合电感的双向DC-DC变换器。该变换器利用超级电容器减少电流纹波对燃料电池的冲击从而提高燃料电池的发电效率,同时通过改变占空比和耦合电感的匝数比来提高... 针对燃料电池发电系统输出电压低和输入电流纹波大的问题,设计了一种新型带耦合电感的双向DC-DC变换器。该变换器利用超级电容器减少电流纹波对燃料电池的冲击从而提高燃料电池的发电效率,同时通过改变占空比和耦合电感的匝数比来提高输出电压增益。在Matlab/Simulink软件中创建仿真模型,采用平均电流模式搭建控制电路,并详细地分析升压和降压模式下变换器的开关状态与工作特性。仿真结果为:变换器的输入电流纹波约为1%,在耦合电感变比为1时升压电压增益最高为16。结果表明本文所提变换器可以在满足燃料电池发电系统对低频电流纹波的要求同时实现高电压增益,验证了所提出拓扑的可行性。 展开更多

关键词 双向DC-DC变换器 耦合电感 低输入电流纹波 高电压增益

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一种零电流纹波交错Boost变换器 被引量：7

7

作者 李永超 胡雪峰 +1 位作者 李琳鹏 章家岩 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期24-29,共6页

为了有效利用光伏或燃料电池等低压可再生能源,研究了一种电源直接供电的改进交错连接Boost变换器。与基本交错并联Boost变换器相比,改进交错连接Boost变换器中输入电感交错并联,输出电容交错叠加在输入电源的两端。通过结构改进,使得... 为了有效利用光伏或燃料电池等低压可再生能源,研究了一种电源直接供电的改进交错连接Boost变换器。与基本交错并联Boost变换器相比,改进交错连接Boost变换器中输入电感交错并联,输出电容交错叠加在输入电源的两端。通过结构改进,使得上述变换器具有较高的电压增益,同时功率开关管和二极管的相对电压应力得到了有效降低;直流电源可以直接供电给负载,提高了效率。在此结构基础上,在输入端引入一个较小的辅助电感,理论上可使输入电流纹波近似等于零。详细分析了该变换器的工作原理及其稳态特性,最后通过实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 改进交错连接 高电压增益 BOOST变换器 低输入电流纹波

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一种非隔离型双极性输出DC-DC变换器合成方法 被引量：1

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作者 周明珠 刘超 +2 位作者 庄一展 毛行奎 张艺明 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3953-3963,共11页

双极性直流微电网系统因其高效和可靠的优势,常作为连接各种可再生能源和新兴负载的解决方案。该文提出一种非隔离型双极性输出DC-DC变换器合成方法,并在传统变换器的基础上推演出一系列双极性输出DC-DC变换器拓扑。通过在Boost双极性输... 双极性直流微电网系统因其高效和可靠的优势,常作为连接各种可再生能源和新兴负载的解决方案。该文提出一种非隔离型双极性输出DC-DC变换器合成方法,并在传统变换器的基础上推演出一系列双极性输出DC-DC变换器拓扑。通过在Boost双极性输出DC-DC变换器上引入耦合电感和开关电容升压技术,提出一种双极性输出高增益DC-DC变换器。所提变换器具有低输入电流纹波、高电压增益、开关管电压应力低的优势,可以通过占空比和耦合电感匝比灵活调节双极性输出电压。该文给出了变换器结构的详细推演过程,并进行了模态分析、电压电流应力推导和稳态性能对比。最后,为了验证所提变换器的可行性,搭建一台200 W的实验样机,输出电压分别为190、−190和380 V,变换器在满载效率为95.5%。 展开更多

关键词 双极性直流微电网 DC-DC 变换器 耦合电感 高电压增益 低输入电流纹波

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一种三绕组耦合电感双极性输出高增益DC-DC变换器

9

作者 陈献君 周明珠 +2 位作者 商运辉 毛行奎 张艺明 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期146-159,共14页

双极性直流微电网系统是一种高可靠性、高灵活性和高效率的电力供应创新架构。通过结合前沿成果和对双极性输出的三电平Boost变换器拓扑结构中加入耦合电感线圈并集成开关电容升压机制,该研究提出一种具有低输入电流纹波和开关器件应力... 双极性直流微电网系统是一种高可靠性、高灵活性和高效率的电力供应创新架构。通过结合前沿成果和对双极性输出的三电平Boost变换器拓扑结构中加入耦合电感线圈并集成开关电容升压机制,该研究提出一种具有低输入电流纹波和开关器件应力小等优点的三绕组耦合电感的双极性输出高增益DC-DC变换器,可通过开关管的导通时间和耦合电感匝比对变换器的输出电压进行调节。该研究深入探讨该变换器的拓扑结构推演过程、工作原理及其工作模态,对变换器的电压增益和各元器件的电压和电流应力进行理论推导与数值计算,同时对其进行了效率分析和与其他高增益DC-DC变换器之间的电路性能比较。最终搭建了用于验证该变换器工作性能的工频为50 kHz,输入功率为200 W,输入电压为28 V,输出电压分别为190 V和-190 V的实验样机,并且根据输入电流纹波比选取合适的输入电感。实验在满载(200 W)的条件下,进行了输入电压24、28和32 V升至输出电压380 V的全面测试,并展示了它们的输入电流和输出电压波形图。当实验在半载和满载条件进行时,变换器的效率为95.65%和93.63%,这些实验结论表明该变换器所具备的特性为其在高频高效工作状态下运行创造了有利条件,在电力行业具有广泛的应用空间和重大的研究价值。 展开更多

关键词 双极性直流微电网 三绕组耦合电感 DC-DC变换器 高电压增益 低输入电流纹波

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一种交叉倍压型高增益DC/DC变换器 被引量：3

10

作者 秦明 冯耀星 +1 位作者 常忆雯 王克文 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期120-130,共11页

针对光伏发电、燃料电池发电等领域对高增益直流变换器的需求,以两相交错并联升压变换器为研究对象,由2个含有电感的倍压单元组合设计出实现电压提升的交叉倍压结构,据此提出了一种新颖的交叉倍压型高增益DC/DC变换器。该变换器可实现(3... 针对光伏发电、燃料电池发电等领域对高增益直流变换器的需求,以两相交错并联升压变换器为研究对象,由2个含有电感的倍压单元组合设计出实现电压提升的交叉倍压结构,据此提出了一种新颖的交叉倍压型高增益DC/DC变换器。该变换器可实现(3n+4)/(1-d)倍的高电压增益(1∶n为耦合电感匝数比,d为变换器占空比),且具有电路器件的低电压应力特性。对于漏感引起的开关管电压尖峰问题,引入了钳位电容构成释放漏感能量通道,同时提升了输出电压。介绍了新型交叉倍压型高增益变换器的拓扑结构,分析了变换器各模态的工作过程,推导了电压增益、输入电流纹波及各器件电压应力等稳态特性,并搭建样机进行实验研究,验证了该直流变换技术方案的可行性和先进性。 展开更多

关键词 DC/DC变换器 高增益 低输入电流纹波 交叉倍压 交错并联 耦合电感

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基于拓扑组合的交错并联耦合电感高增益DC-DC变换器 被引量：23

11

作者 丁杰 高双 +1 位作者 赵世伟 尹华杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1860-1870,共11页

针对分布式发电系统、航空航天、电动汽车等领域高电压传输比的应用场景,文章提出一种新型交错并联耦合电感高增益DC-DC变换器。所提电路结构采用拓扑组合的形式进行交错并联,一方面扩大了变换器的容量;另一方面降低了输入电流纹波。同... 针对分布式发电系统、航空航天、电动汽车等领域高电压传输比的应用场景,文章提出一种新型交错并联耦合电感高增益DC-DC变换器。所提电路结构采用拓扑组合的形式进行交错并联,一方面扩大了变换器的容量;另一方面降低了输入电流纹波。同时,当匝数比相等时,两相变换器耦合电感处理的功率相等,不存在功率失衡问题。通过集成倍压电容进一步提高了电压增益,降低了功率器件的电压应力,因此可以采用低电压等级、高性能的功率器件来提高变换器的工作效率。采用无源箝位电路吸收并利用耦合电感的漏感能量,降低了开关管的电压尖峰。此外,漏感缓解了二极管的反向恢复问题,提高了变换器的可靠性。详细地分析该变换器的工作原理、稳态性能,并搭建1000W的样机进行验证,实测最高效率为97.2%,满载效率为94.5%,实验结果验证了理论分析的正确性及所提变换器拓扑的可行性。 展开更多

关键词 高增益 拓扑组合 交错并联 耦合电感 低输入电流纹波

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一种高增益交错耦合电感DC/DC变换器 被引量：10

12

作者 陈浩 胡雪峰 王建章 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期41-49,共9页

提出了一种高增益交错耦合电感DC-DC变换器,采用二极管、电容和电感构建无源吸收网络,回收再利用漏感能量,开关管的开关电压尖峰得到抑制,进而减小了开关管的电压应力;选用导通阻抗低的MOSFET,降低开关损耗,改善变换器效率。将2个电容和... 提出了一种高增益交错耦合电感DC-DC变换器,采用二极管、电容和电感构建无源吸收网络,回收再利用漏感能量,开关管的开关电压尖峰得到抑制,进而减小了开关管的电压应力;选用导通阻抗低的MOSFET,降低开关损耗,改善变换器效率。将2个电容和2个耦合电感副边相结合,1个导通周期内,当电容并联导通时,储存在耦合电感中的能量给电容充电;当电容串联导通时,将能量释放给输出端,从而获得高增益。此外,二极管的反向恢复问题得到有效抑制;交错并联控制抑制了输入电流纹波,变换器性能得到改善。对电路的操作原理和模态变化作了详细分析,最后搭建了1台300 W、20 V/240 V的实验样机,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 交错型 高增益 耦合电感 电压应力 低输入电流纹波

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