高增益三端口直流变换器拓扑及控制策略研究

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作者 林国庆 张俊源 曾威 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期57-66,共10页

鉴于光伏发电等新能源可再生系统中输出电压过低、受环境影响大等问题,提出一种新型的高增益三端口直流变换器及控制策略。该变换器拓扑的3个端口分别连接光伏发电端、储能端和负载端,具有开关器件应力低、各输入源功率可灵活分配、耦... 鉴于光伏发电等新能源可再生系统中输出电压过低、受环境影响大等问题,提出一种新型的高增益三端口直流变换器及控制策略。该变换器拓扑的3个端口分别连接光伏发电端、储能端和负载端,具有开关器件应力低、各输入源功率可灵活分配、耦合电感漏感能量可被循环利用等优点。详细分析了该拓扑在各工作模式下的原理和稳态特性,并与现有同类变换器的工作特性进行对比。根据光储供电系统的控制要求和变换器在不同工况下的功率流动情况,研究相应的模式运行与切换控制策略。搭建一台300 W的样机进行测试,实验结果验证了所提方案的可行性。 展开更多

关键词 直流变换器 能量管理 多输入 高增益 光伏发电 模式切换

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光伏系统中的新型高增益直流升压变换器 被引量：2

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作者 郭瑶 张新慧 《水电能源科学》 北大核心 2019年第7期187-190,共4页

针对光伏系统中对电压增益高、电压应力小的高性能直流升压变换器的需求,研究了一种新型高增益变换器的拓扑结构。首先,阐述了该变换器的结构来源,介绍了该变换器的工作原理,再推导其电压增益、开关管和二极管的电压应力公式,展示了部... 针对光伏系统中对电压增益高、电压应力小的高性能直流升压变换器的需求,研究了一种新型高增益变换器的拓扑结构。首先,阐述了该变换器的结构来源,介绍了该变换器的工作原理,再推导其电压增益、开关管和二极管的电压应力公式,展示了部分元器件的电压、电流波形,并对比研究了该变换器与一些同类型的变换器的部分参数,最终通过开环试验验证了该变换器的有效性。该变换器具有一定的推广应用价值。 展开更多

关键词 光伏系统 高增益 直流升压变换器 开关电容

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一种适应于直流微电网的全桥LLC变换器

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作者 国梦珠 陈思 +1 位作者 郑贞钰 郭永玉 《现代电子技术》 北大核心 2025年第2期29-34,共6页

针对传统的光伏并网隔离型变换器的变压器体积大、损耗高和半导体器件电压应力高等问题,提出一种基于LLC谐振变换器的高增益DC-DC变换器。该变换器满足了输入输出之间电气隔离的要求,将全桥LLC谐振变换器与开关电容相结合,有效地提高了... 针对传统的光伏并网隔离型变换器的变压器体积大、损耗高和半导体器件电压应力高等问题,提出一种基于LLC谐振变换器的高增益DC-DC变换器。该变换器满足了输入输出之间电气隔离的要求,将全桥LLC谐振变换器与开关电容相结合,有效地提高了变换器的增益,减少了变压器的体积和损耗,降低了半导体器件的电压应力,实现了开关管的零电压开通和二极管的零电流关断,有效地降低了开关损耗。首先对所提变换器的工作原理进行详细分析;其次用基波分析法分析其基本特性,并进行半导体器件电压、电流应力计算及电路的参数设计;最后搭建一台了800 W的实验样机,经过实验验证,该变换器实现了开关管的ZVS开通,二极管的ZCS关断;减小了变压器的体积和铜耗;转换效率最高可达94.9%。二次侧二极管的电压应力为输出电压的12,是全桥整流的0.5倍、半桥整流的0.25倍,且平均电流相同,有利于器件的选型,更适用于直流微电网的应用,证明了理论分析的准确性。 展开更多

关键词 直流微电网 LLC谐振变换器 DC-DC变换器 高增益 电压应力 开关电容 基波分析法

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一种用于直流微电网的新型高增益DC-DC升压变换器 被引量：1

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作者 岳舟 刘小荻 +1 位作者 姚绍华 周勇 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1523-1530,共8页

直流微电网需要DC-DC升压变换器提高输出电压,为分布式发电单元提供公共电压。文章对传统的升压变换器(Conventional Boost Converter,CBC)和二次升压变换器(Quadratic Boost Converter,QBC)进行改进,提出一种新型高增益DC-DC升压变换... 直流微电网需要DC-DC升压变换器提高输出电压,为分布式发电单元提供公共电压。文章对传统的升压变换器(Conventional Boost Converter,CBC)和二次升压变换器(Quadratic Boost Converter,QBC)进行改进,提出一种新型高增益DC-DC升压变换器。首先,介绍该新型变换器的拓扑结构与工作原理,并对电路参数进行了设计,分析了功率开关的电压应力;然后,从无源元件数量、开关器件间的电压应力等方面,将该变换器与其他拓扑结构进行对比,变换器仅用两个电感、两个电容和两个功率开关,实现电压增益和电流连续输入,且具有二次电压增益高和降低开关器件间电压应力的优点;最后,通过Matlab仿真模型和试验样机,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 直流微电网 DC-DC升压变换器 高增益 电压应力

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一种新型高增益软开关双向直流变换器

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作者 明旺 粟时平 +2 位作者 苏乾坤 倪亮 李志轩 《现代电子技术》 2023年第18期104-112,共9页

针对储能设备的充放电应用场景,文中提出一种新型双向直流变换器结构。该变换器具有正向高电压增益、宽输入范围、可实现软开关的特点。通过两个交错并联的电感交替充放电,可以减小输入电流纹波;高压侧的2个分压电容不仅能够将电压增益... 针对储能设备的充放电应用场景,文中提出一种新型双向直流变换器结构。该变换器具有正向高电压增益、宽输入范围、可实现软开关的特点。通过两个交错并联的电感交替充放电,可以减小输入电流纹波;高压侧的2个分压电容不仅能够将电压增益提高1倍,还能在全状态下都实现自动均压。通过增加谐振单元帮助实现开关管的软开关的同时,谐振单元中的开关管也能够实现零电流关断。文中对拓扑的演绎和改进方法进行阐述,对拓扑结构的工作原理、软开关实现方式进行分析;并与其他的相似拓扑结构进行性能比较。最后通过搭建仿真模型验证设计的变换器结构的有效性和可行性。仿真结果表明:所提变换器具有比传统Boost-Buck电路更高的正向电压增益,能够实现能量双向流动;且无论正向升压模式还是反向降压模式,都能够实现主要开关的软开关,以达到减小拓扑结构自身损耗的目的。 展开更多

关键词 双向直流变换器 高增益 软开关 宽范围 Boost-Buck电路 谐振单元 拓扑结构

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应用于新能源发电系统的双输入高增益直流变换器 被引量：7

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作者 朱艺锋 白冰洋 吴党建 《电子科技》 2020年第10期1-5,共5页

在新能源联合发电系统中,多输入直流变换器能够简化系统结构和降低成本,因而被广泛采用。针对现有的多输入直流变换器输出电压低、功率不稳定的问题,提出了一种新型双输入高增益直流变换器拓扑。从双输入直流变换器的工作原理出发分析... 在新能源联合发电系统中,多输入直流变换器能够简化系统结构和降低成本,因而被广泛采用。针对现有的多输入直流变换器输出电压低、功率不稳定的问题,提出了一种新型双输入高增益直流变换器拓扑。从双输入直流变换器的工作原理出发分析变换器的工作特性,并计算在不同工作方式下的电压增益。不同模式下的MATLAB/Simulink仿真结果表明,该电路拓扑具有高升压比、电路拓扑简洁,且输入源可根据负载协调分配等优点。 展开更多

关键词 新能源 联合发电 多输入 高增益 直流变换器 MATLAB

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基于CLD模块的高增益二次升压直流变换器 被引量：1

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作者 赵新宽 陈燕东 +1 位作者 张镇强 姜洪朝 《电子技术应用》 2018年第5期155-158,共4页

针对新能源利用过程中对高增益直流升压变换器的需求,提出了一种新颖的二次升压直流变换器。所提出的二次升压直流变换器相较于传统的二次升压直流变换器和Boost电路,具有更高的电压增益和更低的开关管电压应力,其更实用于对能量转换效... 针对新能源利用过程中对高增益直流升压变换器的需求,提出了一种新颖的二次升压直流变换器。所提出的二次升压直流变换器相较于传统的二次升压直流变换器和Boost电路,具有更高的电压增益和更低的开关管电压应力,其更实用于对能量转换效率高、对电压增益要求高的新能源并网应用。通过实验室搭建的实验样板,证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 二次升压 CLD模块 高增益 直流变换器

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燃料电池发电系统中新型直流变换器的研究 被引量：5

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作者 李清 张彼德 +3 位作者 郭筱瑛 刘威 罗谦 曹太强 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第7期1078-1085,共8页

针对燃料电池输出端电压低且变化范围宽,需较高的直流电压增益才能实现并网发电的特点,文章研究了一种基于交错控制和平均电流控制的新型高增益直流变换器,该变换器不仅具有较高的电压增益、合适的占空比、脉动较小的输入输出电流纹波,... 针对燃料电池输出端电压低且变化范围宽,需较高的直流电压增益才能实现并网发电的特点,文章研究了一种基于交错控制和平均电流控制的新型高增益直流变换器,该变换器不仅具有较高的电压增益、合适的占空比、脉动较小的输入输出电流纹波,开关管承受的电压电流应力远远低于传统的二次型Boost变换器,而且控制电路简单等特点。文章详细分析了该变换器的工作原理、稳态性能,并对其进行了小信号的建模分析,通过仿真验证了所研究的拓扑电路和控制方法的可行性。 展开更多

关键词 新型高增益直流变换器 交错控制 平均电流控制 二次型Boost变换器

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输出电容串联型高增益直流变换器 被引量：9

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作者 梁国壮 田涵雷 《电子技术应用》 2018年第7期143-146,共4页

针对现有直流变换器增益受寄生参数影响大、输出电容耐压高的缺点,提出一种输出电容串联型高增益直流变换器,所有的电容和输入电源串联起来给负载供电,减小了电容的电压等级;可通过多个单元的扩展,实现更高的增益;介绍了变换器的工作原... 针对现有直流变换器增益受寄生参数影响大、输出电容耐压高的缺点,提出一种输出电容串联型高增益直流变换器,所有的电容和输入电源串联起来给负载供电,减小了电容的电压等级;可通过多个单元的扩展,实现更高的增益;介绍了变换器的工作原理和相关参数的计算方法,并在此基础上进行仿真和20 V DC输入的实验样机,结果验证了提出的直流变换器的可行性。 展开更多

关键词 新能源发电 输出电容串联 高增益 直流变换器

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一种新型高增益零纹波DC/DC变换器 被引量：2

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作者 段森 王攀攀 +2 位作者 王明金 卢俊结 王书欢 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第5期1133-1137,共5页

在传统Boost电路基础上引入倍压单元和无源零纹波单元,通过拓扑推导,得到一种新型高增益零纹波DC/DC变换器。倍压单元的使用不仅提高了变换器的升压能力,而且降低了续流二极管的电压应力;无源零纹波单元的引入使变换器可以在不受占空比... 在传统Boost电路基础上引入倍压单元和无源零纹波单元,通过拓扑推导,得到一种新型高增益零纹波DC/DC变换器。倍压单元的使用不仅提高了变换器的升压能力,而且降低了续流二极管的电压应力;无源零纹波单元的引入使变换器可以在不受占空比的限制下实现输入电流零纹波,提高了变换器的灵活性。同时利用电感集成方法,使耦合电感使用数量得到减少,降低了变换器体积,提高了功率密度。此外,该变换器仅使用一个开关管,控制简单,成本低。最后,通过实验验证变换器的可行性。 展开更多

关键词 高增益 零纹波 直流变换器 耦合电感 倍压单元

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基于开关电容的高增益双输入Boost变换器 被引量：12

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作者 周悦 耿晓珑 +1 位作者 孙孝峰 王宝诚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期797-806,共10页

在新能源发电系统中，现有的多输入直流变换器不能同时具有电路结构简单、磁元件少、电压增益高、开关器件电压应力低等优点。该文提出3种基于开关电容的单电感高增益双输入Boost变换器拓扑，详细分析更优拓扑的工作原理和开关电容的充... 在新能源发电系统中，现有的多输入直流变换器不能同时具有电路结构简单、磁元件少、电压增益高、开关器件电压应力低等优点。该文提出3种基于开关电容的单电感高增益双输入Boost变换器拓扑，详细分析更优拓扑的工作原理和开关电容的充放电特性，提出了能量管理控制方案。变换器能够根据新能源端口的供电变化和负载需求灵活地切换工作模式，适应于新能源随机性和间接性发电的特点，提高系统供电可靠性；开关电容在不同工作模式下均发挥升压作用使其具有高利用率。实验结果验证拓扑的可行性及其控制方案的正确性。 展开更多

关键词 直流变换器 能量管理 开关电容 高增益 充放电特性

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BFC直流变换器在光伏发电系统中的应用研究 被引量：3

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作者 刘芳 刘玉友 符再兴 《现代电子技术》 北大核心 2015年第16期145-148,共4页

光伏发电系统中输出电压随光强变化波动较大,为保证正常并网逆变,需要一种高增益的直流变换器将光伏输出电压提升到常规直流母线电压。这里主要研究一种基于Boost拓扑、Flyback拓扑的升压反激式变换器(BFC)在太阳能光伏发电系统的应用。... 光伏发电系统中输出电压随光强变化波动较大,为保证正常并网逆变,需要一种高增益的直流变换器将光伏输出电压提升到常规直流母线电压。这里主要研究一种基于Boost拓扑、Flyback拓扑的升压反激式变换器(BFC)在太阳能光伏发电系统的应用。BFC将Boost拓扑与Flyback拓扑输入并联、输出串联,反激拓扑中的初级线圈电感同时作为Boost拓扑的输入电感,变压器的漏感能量得到了利用。仿真结果表明,新型BFC直流变换器应用于光伏发电系统时,具有提高输出电压增益,减小电压纹波,跟踪效果更好等优点。 展开更多

关键词 光伏发电 BFC拓扑 高增益直流变换器 漏感

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基于DCM的级联型直流升压变换器

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作者 魏振 江智军 杨晓辉 《电子技术应用》 2018年第11期142-144,149,共4页

为满足新能源发电系统中对高增益直流升压变换器的要求及其迎合电动汽车中需要多级高压直流供电的运用场合,提出了一种基于DCM模块的高增益直流升压变换器。分析了该高增益升压变换器的工作原理及其性能特点,并就其主要性能与现阶段的... 为满足新能源发电系统中对高增益直流升压变换器的要求及其迎合电动汽车中需要多级高压直流供电的运用场合,提出了一种基于DCM模块的高增益直流升压变换器。分析了该高增益升压变换器的工作原理及其性能特点,并就其主要性能与现阶段的一些其他高增益直流变换器进行了对比研究。最终通过实验室一台额定功率为170 W的实验样机证实了该变换器的有效性。 展开更多

关键词 DCM 级联型 直流升压 高增益变换器

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多模直流模块式光伏发电系统前级DC/DC变换器研究

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作者 周晨 刘春元 谢玉飞 《太阳能》 2019年第8期42-47,共6页

对DC/DC变换器进行了分析,以半桥变换器为研究内容,讨论了多模直流模块式光伏发电系统的结构及性能;并介绍了变换器的运行控制,包括MPPT控制、恒压控制、恒功率控制;最后进行了理论分析与仿真验证,得到结论:隔离型电流馈电半桥变换器能... 对DC/DC变换器进行了分析,以半桥变换器为研究内容,讨论了多模直流模块式光伏发电系统的结构及性能;并介绍了变换器的运行控制,包括MPPT控制、恒压控制、恒功率控制;最后进行了理论分析与仿真验证,得到结论:隔离型电流馈电半桥变换器能够较好地实现高电压增益和高效率,在进行控制仿真时,选用的扰动观察法能够很好地观测输出功率,从而得到预期的效果,验证了变换器的可行性。 展开更多

关键词 DC/DC变换器 多模直流模块式 最大功率点跟踪 高电压增益

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